第一節物質由大量分子組成的教學設計範文
第一節物質由大量分子組成的教學設計範文
一、教學目標
（一）知識與技能
1、知道一般分子直徑和質量的數量級；
2、知道阿伏伽德羅常數的含義，記住這個常數的數值和單位；
3、知道用單分子油膜方法估算分子的直徑。
（二）過程與方法
培養學生在物理學中的估算能力，會透過阿伏伽德羅常數估算固體和液體分子的質量、分子的體積（或直徑）、分子數等微觀量。
（三）情感態度與價值觀
滲透物理學方法的教育。運用理想化方法，建立物質分子是球形體的模型，教給學生為了簡化計算，突出主要因素的理想化方法。
二、教學重點與難點
重點有兩個，其一是使學生理解和學會用單分子油膜法估算分子大小（直徑）的方法；其二是運用阿伏伽德羅常數估算微觀量（分子的體積、直徑、分子數等）的方法。
分子直徑大小的計算是難點，運用阿伏伽德羅常數進行計算也是難點。
三、教學方法
PPT課件、講授法、實驗法。
四、學情分析
對於分子動理論的知識，學生記得比較牢固，所以相關知識講授時還是比較順利的。透過一些圖片的介紹，學生很容易接受。這一節的難點在兩個地方：一是用單分子油膜法測分子直徑，其中一些方法是學生以前沒有接觸過的；另一個是運用阿伏伽德羅常數進行有關計算時，部分學生會犯難。好在兩個班的學生都是學習化學的，應該難度不大。
五、教學過程
（一）新課引入
古代人類對物質的組成的思考：①公元前5世紀，古希臘哲學家留基波和他的學生的爭論：把一塊金子切成兩半，接著把其中一塊金子再切成兩半，這樣繼續下去，能分割到什麼程度。要麼這種分割能夠永遠繼續下去；要麼有一個限度，不能進一步分割了。也就是說，物質要麼是連續的，可以無限分割下去；要麼物質是由不可分的粒子構成的。在他們看來，第一種說法是荒謬的，因此，他們的結論是：物質是由小得不被察覺的“a-tomos”粒子（即原子）構成。②我國古代的一種說法：“一尺之椎，日取其半，萬世不竭”——古代，人們對物質組成的認識更多的是體現了一種哲學思想。而在今天，我們則更多的建立在嚴密的實驗基礎上。
[利用多媒體，逐張播放一片樹葉被不斷放大的圖片]放大6倍時，可以看到清晰的'葉脈；放大20000倍時，可以看到它是由細胞所組成的；放大到50000000倍時，就可以看到他的分子結構了
[提議學生想象] 一張光碟、一片陶瓷或一塊布片不斷放大的情景
[展示圖片] 掃瞄隧道顯微鏡下的矽片表面原子的影象
[總結][板書] 物體是由大量分子所組成的
（二）進行新課
上面分析知道：分子的體積是極其微小的,用肉眼和光學顯微鏡都不能看到;放大到幾十億倍的掃描隧道顯微鏡才能看到。既然分子小得看不見，那怎樣能知道分子的大小呢？怎樣測量呢？
1、分子的大小
（1）單分子油膜法是最粗略地測量分子大小的一種方法。
[原理]將一滴體積已知的小油滴, 滴在水面上, 在重力作用下儘可能的散開形成一層極薄的油膜, 此時油膜可看成單分子油膜,油膜的厚度看成是油酸分子的直徑, 所以只要再測定出這層油膜的面積, 就可求出油分子直徑的大小.
如果油在水面上儘可能地散開，可認為在水面上形成單分子油膜，可以透過幻燈觀察到，並且利用已制好的方格透明膠片蓋在水面上，用於測定油膜面積。如圖1所示。
當然，這個實驗要做些簡化處理：(1)把分子看成一個個小球;
(2)油分子一個緊挨一個整齊排列;
(3)認為油膜厚度等於分子直徑.
[提問]已知一滴油的體積V和水面上油膜面積S，那麼這種油分子的直徑是多少？
[學生回答]d=V/S
用FLASH課件模擬演示： 油膜法測分子直徑
在此基礎上，進一步指出：
①介紹數量級這個數學名詞，一些資料太大，或很小，為了書寫方便，習慣上用科學記數法寫成10的乘方數，如3×10-10m。我們把10的乘方數叫做數量級，那麼1×10-10m和9×10-10m，數量級都是10-10m。
②如果分子直徑為d，油滴體積是V，油膜面積為S，則d=V/S，根據估算得出分子直徑的數量級為10-10m。
（2）利用掃描隧道顯微鏡測定分子的直徑。
（3）物理學中還有其他不同方法來測量分子的大小，用不同方法測量出分子的大小並不完全相同，但是數量級是相同的。測量結果表明，一般分子直徑的數量級是10-10m。例如水分子直徑是4×10-10m，氫分子直徑是2.3×10-10m。
（4）指出認為分子是小球形是一種近似模型，是簡化地處理問題，實際分子結構很複雜，但透過估算分子大小的數量級，對分子的大小有了較深入的認識。
2、阿伏伽德羅常數
[提問]在化學課上學過的阿伏伽德羅常數是什麼意義？數值是多少？
根據學生的回答明確：
1mol任何物質中含有的微粒數（包括原子數、分子數、離子數……）都相同。此數叫阿伏伽德羅常數，可用符號NA表示此常數，NA=6.02×1023個/mol，粗略計算可用NA=6×1023個/mol。（阿伏伽德羅常數是一個基本常數，科學工作者不斷用各種方法測量它，以期得到它精確的數值。）
同時，向學生提出摩爾質量、摩爾體積的意義。
[例1] 下列敘述中正確的是：
（1）1cm3的氧氣中所含有的氧分子數為6.02×1023個
（2）1克氧氣中所含有的氧分子數為6×1023個；
（3）1升氧氣中含氧分子數是6×1023個；
（4）1摩氧氣中所含有的氧分子數是6×1023個。
3、微觀物理量的估算
若已知阿伏伽德羅常數，可對液體、固體的分子大小進行估算。事先我們假定近似地認為液體和固體的分子是一個挨一個排列的（氣體不能這樣假設）。
[例題分析] 水的分子量18，水的密度為103kg/m3,阿伏加德羅常數為NA=6.02×1023個/ mol，則：
（1）水的摩爾質量M=__________
（2）水的摩爾體積V=__________
（3）一個水分子的質量m0 =_____________
（4）一個水分子的體積V0 =_____________
（5）將水分子看作球體，分子直徑d=_______________
（6）10g水中含有的分子數目N=___________________
[歸納總結] 以上計算分子的數量、分子的直徑，都需要藉助於阿伏伽德羅常數。因此可以說，阿伏伽德羅常數是聯絡微觀世界和宏觀世界的橋樑。它把摩爾質量、摩爾體積等這些宏觀量與分子質量、分子體積（直徑）等這些微觀量聯絡起來。
阿伏伽德羅常數是自然科學的一個重要常數。現在測定它的精確值是NA=6.022045×1023/mol。
（三）課堂練習
1、已知氫氣的摩爾質量是2×10-3kg/mol,水的摩爾質量是1.8×10-2kg/mol,計算1個氫分子和水分子的質量。
2、若已知鐵的原子量是56,鐵的密度是7.8×103kg／m3,試求質量是1g的鐵塊中鐵原子的數目(取1位有效數字)及一個鐵原子的體積.
（四）課堂小結
1、物體是由體積很小的分子組成的。這一結論有堅實的實驗基礎。單分子油膜實驗等實驗是上述結論的有力依據。分子直徑大約有10-10米的數量級。
2、阿伏伽德羅常數是物理學中的一個重要常數，它的意義和常數數值應該記住。
3、學會計算微觀世界的物理量（如分子數目、分子質量、分子直徑等）的一般方法。由於微觀量是不能直接測量的，人們可以測定宏觀物理量，用阿伏伽德羅常數作為橋樑，間接計算出微觀量來。如分子質量m，可透過物質摩爾質量M和阿伏伽德羅常數NA，得到m=M/NA。透過物質摩爾質量M、密度、阿伏伽德羅常數NA，計算出分子直徑
（五）課後作業
課本P4“問題與練習”第2、3題，第1、4題課後思考。