第一节的页边距设于可打印区域之外_第一节物质由大量分子组成的教学设计范文

更新时间:2019-09-24 来源:心得体会范文 点击:

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  一、教学目标

  (一)知识与技能

  1、知道一般分子直径和质量的数量级;

  2、知道阿伏伽德罗常数的含义,记住这个常数的数值和单位;

  3、知道用单分子油膜方法估算分子的直径。

  (二)过程与方法

  培养学生在物理学中的估算能力,会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积(或直径)、分子数等微观量。

  (三)情感态度与价值观

  渗透物理学方法的教育。运用理想化方法,建立物质分子是球形体的模型,教给学生为了简化计算,突出主要因素的理想化方法。

  二、教学重点与难点

  重点有两个,其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小(直径)的方法;其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量(分子的体积、直径、分子数等)的方法。

  分子直径大小的计算是难点,运用阿伏伽德罗常数进行计算也是难点。

  三、教学方法

  PPT课件、讲授法、实验法。

  四、学情分析

  对于分子动理论的知识,学生记得比较牢固,所以相关知识讲授时还是比较顺利的。通过一些图片的介绍,学生很容易接受。这一节的难点在两个地方:一是用单分子油膜法测分子直径,其中一些方法是学生以前没有接触过的;另一个是运用阿伏伽德罗常数进行有关计算时,部分学生会犯难。好在两个班的学生都是学习化学的,应该难度不大。

  五、教学过程

  (一)新课引入

  古代人类对物质的组成的思考:①公元前5世纪,古希腊哲学家留基波和他的学生的争论:把一块金子切成两半,接着把其中一块金子再切成两半,这样继续下去,能分割到什么程度。要么这种分割能够永远继续下去;要么有一个限度,不能进一步分割了。也就是说,物质要么是连续的,可以无限分割下去;要么物质是由不可分的粒子构成的。在他们看来,第一种说法是荒谬的,因此,他们的结论是:物质是由小得不被察觉的“a-tomos”粒子(即原子)构成。②我国古代的一种说法:“一尺之椎,日取其半,万世不竭”——古代,人们对物质组成的认识更多的是体现了一种哲学思想。而在今天,我们则更多的建立在严密的实验基础上。

  [利用多媒体,逐张播放一片树叶被不断放大的图片]放大6倍时,可以看到清晰的叶脉;放大20000倍时,可以看到它是由细胞所组成的;放大到50000000倍时,就可以看到他的分子结构了

  [提议学生想象] 一张光盘、一片陶瓷或一块布片不断放大的情景

  [展示图片] 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像

  [总结][板书] 物体是由大量分子所组成的

  (二)进行新课

  上面分析知道:分子的体积是极其微小的,用肉眼和光学显微镜都不能看到;放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到。既然分子小得看不见,那怎样能知道分子的大小呢?怎样测量呢?

  1、分子的大小

  (1)单分子油膜法是最粗略地测量分子大小的一种方法。

  [原理]将一滴体积已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下尽可能的散开形成一层极薄的油膜, 此时油膜可看成单分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直径, 所以只要再测定出这层油膜的面积, 就可求出油分子直径的大小.

  如果油在水面上尽可能地散开,可认为在水面上形成单分子油膜,可以通过幻灯观察到,并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上,用于测定油膜面积。如图1所示。

  当然,这个实验要做些简化处理:(1)把分子看成一个个小球;

  (2)油分子一个紧挨一个整齐排列;

  (3)认为油膜厚度等于分子直径.

  [提问]已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分子的直径是多少?

  [学生回答]d=V/S

  用FLASH课件模拟演示: 油膜法测分子直径

  在此基础上,进一步指出:

  ①介绍数量级这个数学名词,一些数据太大,或很小,为了书写方便,习惯上用科学记数法写成10的乘方数,如3×10-10m。我们把10的乘方数叫做数量级,那么1×10-10m和9×10-10m,数量级都是10-10m。

  ②如果分子直径为d,油滴体积是V,油膜面积为S,则d=V/S,根据估算得出分子直径的数量级为10-10m。

  (2)利用扫描隧道显微镜测定分子的直径。

  (3)物理学中还有其他不同方法来测量分子的大小,用不同方法测量出分子的大小并不完全相同,但是数量级是相同的。测量结果表明,一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m,氢分子直径是2.3×10-10m。

  (4)指出认为分子是小球形是一种近似模型,是简化地处理问题,实际分子结构很复杂,但通过估算分子大小的数量级,对分子的大小有了较深入的认识。

  2、阿伏伽德罗常数

  [提问]在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义?数值是多少?

  根据学生的回答明确:

  1mol任何物质中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子数……)都相同。此数叫阿伏伽德罗常数,可用符号NA表示此常数,NA=6.02×1023个/mol,粗略计算可用NA=6×1023个/mol。(阿伏伽德罗常数是一个基本常数,科学工作者不断用各种方法测量它,以期得到它精确的数值。)

  同时,向学生提出摩尔质量、摩尔体积的意义。

  [例1] 下列叙述中正确的是:

  (1)1cm3的氧气中所含有的氧分子数为6.02×1023个

  (2)1克氧气中所含有的氧分子数为6×1023个;

  (3)1升氧气中含氧分子数是6×1023个;

  (4)1摩氧气中所含有的氧分子数是6×1023个。

  3、微观物理量的估算

  若已知阿伏伽德罗常数,可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的(气体不能这样假设)。

  [例题分析] 水的分子量18,水的密度为103kg/m3,阿伏加德罗常数为NA=6.02×1023个/ mol,则:

  (1)水的摩尔质量M=__________

  (2)水的摩尔体积V=__________

  (3)一个水分子的质量m0 =_____________

  (4)一个水分子的体积V0 =_____________

  (5)将水分子看作球体,分子直径d=_______________

  (6)10g水中含有的分子数目N=___________________

  [归纳总结] 以上计算分子的数量、分子的直径,都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说,阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积(直径)等这些微观量联系起来。

  阿伏伽德罗常数是自然科学的一个重要常数。现在测定它的精确值是NA=6.022045×1023/mol。

  (三)课堂练习

  1、已知氢气的摩尔质量是2×10-3kg/mol,水的摩尔质量是1.8×10-2kg/mol,计算1个氢分子和水分子的质量。

  2、若已知铁的原子量是56,铁的密度是7.8×103kg/m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)及一个铁原子的体积.

  (四)课堂小结

  1、物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有10-10米的数量级。

  2、阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数,它的意义和常数数值应该记住。

  3、学会计算微观世界的物理量(如分子数目、分子质量、分子直径等)的一般方法。由于微观量是不能直接测量的,人们可以测定宏观物理量,用阿伏伽德罗常数作为桥梁,间接计算出微观量来。如分子质量m,可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA,得到m=M/NA。通过物质摩尔质量M、密度、阿伏伽德罗常数NA,计算出分子直径

  (五)课后作业

  课本P4“问题与练习”第2、3题,第1、4题课后思考。

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