第1章 第1节 物质是由大量分子组成的（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（粤教版2019）

第一节　物质是由大量分子组成的 课程内容要求 核心素养提炼 1.知道物质是由大量分子组成的． 2．知道阿伏伽德罗常数的物理意义、单位和数值． 3．实验估算油酸分子大小． 1.物理观念：物质是由大量分子组成的． 2．科学思维：知道用单分子油膜方法估算分子的直径的原理． 3．科学探究：培养学生在物理学中的估算能力． 4．科学态度与责任：体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法． [对应学生用书P1] (一)分子大小：不同物质分子直径大小不同，通常是10－10_m的数量级． (二)油膜法测分子直径 1．实验目的：用油膜法估测分子的大小． 2．实验原理 把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示，不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S，求出油膜的厚度d，即d＝就是油酸分子的直径． 3．实验步骤 (1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上． (2)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液，则油酸酒精溶液中油酸的浓度为. (3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V0＝ mL. (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上． (5)待油酸薄膜形状稳定后，将带有方格的玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状． (6)算出油酸薄膜的面积S，即玻璃板上有边长为1 cm的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个． (7)根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝×10－8m3. (8)由公式d＝算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子直径的大小． 4．数据处理 计算方法： (1)一滴油酸酒精溶液的平均体积 ＝. (2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V＝×油酸酒精溶液的体积比(体积比＝). (3)油膜的面积S＝n×1 cm2(n为有效格数，小方格的边长为1 cm). (4)分子直径d＝(代入数据时注意统一单位). 5．注意事项 (1)实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果． (2)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差． (3)待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩． (4)浅盘中的水应保持水平，痱子粉应均匀撒在水面上． (5)本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可． (6)痱子粉不宜撒得过厚． (7)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． 6．误差分析(本实验误差通常来自四个方面) (1)油酸酒精溶液的实际浓度与理论值间存在偏差； (2)不能形成单分子油膜； (3)油滴的体积的测量产生误差； (4)计算油膜的面积有误差(每个方格面积越小，误差越小). 1．定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，用NA表示． 2．数值：通常取NA＝6.02×1023_mol－1，在粗略计算中可取NA＝6.0×1023 mol－1. [对应学生用书P2] 探究点一　油膜法测分子大小 “用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤 如下： A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S. B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用彩笔将薄膜的轮廓描绘在玻璃板上． C．用浅盘装入约2 cm深的水． D．用公式d＝，求出薄膜的厚度，即油酸分子的直径． E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V. 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整之处，请指出： (1)________________________________________________________________________. (2)________________________________________________________________________. 上述实验步骤的合理顺序是________________． 解析　在将溶液滴入水面之前，应在水面上均匀撒上一层痱子粉或细石膏粉，这样可以清楚地看出油膜的轮廓，在实验过程中，还必须量出一滴油酸溶液的体积． 答案　(1)C步骤中，缺少在水面上撒痱子粉　(2)遗漏的步骤：F.用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒增加一定体积时的滴数CFBAED或FCBAED 油酸酒