物质是由大量分子组成的(教学设计).doc

物质是由大量分子组成的(教学设计).doc

《物质是由大量分子组成的(教学设计).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物质是由大量分子组成的(教学设计).doc（4页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

物质是由大量分子组成的（教学设计）

一、教学目标

1、知识与技能

（1）知道知道物质是由大量分子组成的；

（2）知道分子的球体模型，知道分子直径的数量级；

（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径的原理，并能测量和计算；

（4）知道阿伏伽德罗常数的物理意义，数值和单位；

2、过程与方法：

通过油膜法实验使学生知道科学研究中的一种方法：

利用宏观量求微观量。

3、情感、态度与价值观

初步认识到微观世界是可以认知的，人类探究微观世界经历了漫长的过程，而且意识到这种探索还将继续下去。

二、教学重难点

1、能使学生学会利用宏观量求微观量的方法；

2、使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）。

展示导入

提问1：

有没有简单的办法知道教室里有多少个同学？

每个同学的体重是多少？

身高是多少？

（这个问题同学们一定会觉得太简单了，会纷纷说出答案“数人数，称体重，量身高。

”）

提问2：

是否同样有办法知道教室里空气分子的个数？

空气分子的质量？

空气分子的大小？

（这个问题对比的提出，引发了学生的思考。

从而引出分子太小所以不能采取相同的办法。

）

我们这节课就一起来用实验探究一下分子的大小。

（引入新课）

探究准备

人们长久以来一直没有停下对微观世界的探索，目前已经能用比较先进的仪器来探究微观世界。

例如扫描隧道显微镜，原子力显微镜、离子显微镜等。

（实验室配有的扫描隧道显微镜）

展示显微镜下的树叶图片

一片叶子放大6倍放大700倍放大4000倍放大20000倍放大50000000倍

扫描隧道显微镜不仅可以观察物体表面原子，还可以进行操作，把原子进行重新排列。

（上图左为溴原子围成一圈的图片，上图右为石墨层面上的碳原子）

可以看出来原子接近于一个个小球体，如果我们把分子看成是一个球体的话，在不使用先进仪器的情况下，我们该如何去估测这么小的“球体”的大小呢？

智慧小故事给我们的启发：

古代“曹冲称象”的故事采取了“化整为零”的方法，那么要测微小颗粒的尺寸的方法是“聚零为整”。

（用对比的方法引入，容易想到“聚零为整”的积累法。

）

思考：

如果没有游标卡尺，用积累法如何去测绿豆的直径？

（引发学生对积累法使用的思考）

学生会提出很多类似的方案，总结如下：

方法1：

测出很多颗绿豆的总长，再数出颗数，总长除以绿豆的颗数就是每颗绿豆的直径了。

方法2：

测出很多颗绿豆的总体积，再数出绿豆的总颗数，总体积除以总颗数就是每颗绿豆的体积，若想知道直径，再以球体模型换算出直径。

方法3：

测出很多颗绿豆的总体积，再把绿豆单层排列，测出铺开的面积，总体积除以总面积就是绿豆的直径。

合作探究

提问1：

分子大小的测量是否可以采用以上方法？

（经过讨论得出：

前两种方案不可行，无法数分子个数,只有最后一种可以实施。

）

提问2：

选什么样的物质来做实验？

（液体更易实现）

液体滴在哪里才能实现单层铺开？

（液面上铺开）

演示1：

实心塑料球倒入水中。

（不合适，会沉入水底）

结论：

选择浮在水面上的球做实验比较好。

（引出油酸的特性介绍）

演示2：

把较多的塑料空心球倒在水面上，堆积起来，不能单层排列（引出所使用的油酸分子也不能太多，否则也不能实现单层排列。

）

提问3：

如何测出油酸铺开的面积呢？

思考1：

油酸是无色透明的，如何看清铺开的边界。

（撒痱子粉的作用）

思考2：

即使能看清边界，又如何记录铺开的面积呢？

演示3：

无网格做一次实验，让学生看油酸推开痱子粉的效果，滴入一滴油酸溶液，告诉学生其中含有的纯油酸。

（介绍数格子的方法，提出用同样的方法估算油酸铺开的面积。

）

演示4：

放上网格，再做实验，同时介绍拍照记下边界的方法，请同学帮忙一起操作。

给学生看拍下的照片，并且选择一张效果较好的来处理数据。

（对照电脑上的照片让学生一起数格子，运算，得出数据。

）

用先进的仪器已经可以测出油酸分子的直径大约在数量级，但是同学们根据实验算出来的要相对偏大。

（引出实验误差的讨论）

总结实验中误差存在的地方：

（1）油酸分子并非全部单层排列；

（2）油酸分子并非紧密排列；

（3）滴入的一滴油酸溶液体积不是很准确；

（4）油酸铺开的面积是估算的，不够准确；

（5）在配油酸酒精溶液的时候，浓度并不完全准确。

通过实验和计算，我们知道了分子非常小，但正是这非常小的分子却组成了我们美丽的大千世界，这又说明了分子之多。

经过长期的研究测算，把个分子记为，也就是说的物质所含分子数目为个。

我们把这个数记为阿伏伽德罗常数，。

阿伏伽德罗常数是个很大的数，举例体验。

（1）水中含有的水分子数约为个，假如全世界60亿人不分男女老少都来数这些分子，每人每秒数一个，也需要将近17万年的时间才能数完。

（2）的酒精滴入100亿立方米的水库中，分布均匀后，每立方厘米水中仍然含有100万个以上的酒精分子。

（用量杯给同学们看一摩尔水的量，同时说明这里面含有个水分子，说明分子之多，分子之小。

）

自从有了阿伏伽德罗常数，我们就建立起宏观和微观的桥梁，今后我们还将继续在美妙的微观世界里探索，相信还会有更多更精彩的发现。

思考：

分子油膜实验中如果将一滴体积为纯油酸滴入水中，按照公认的油酸分子直径来估算，那么铺开的单分子油膜的面积是多大？

（约为178.6平方米）

说明：

我们实验中是不能用纯油酸来做实验的，而是用稀释了的油酸酒精溶液（1:

500）来做实验，事实上用纯油酸来做实验的时候也无法单层散开。

水要克服油酸的表面张力，克服拉开纯油酸时的粘滞力将油酸分子拉开是实现不了的，事实上滴入纯油酸时只会在水面上形成小的液体球，或是零星的彩色的小油花。

所以用挥发性强的酒精来做溶剂将油酸稀释，实验时酒精迅速挥发掉，只剩下油酸铺在水面上。

如何配置油酸酒精溶液?

用2ml注射器抽取1.5ml油酸，将其中1.0ml油酸注入500ml的量筒中，加入无水酒精至500ml刻度线，充分搅匀后得到体积比为1：

500的油酸酒精溶液。

如何知道一滴油酸溶液的体积？

用滴管向量筒中一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，记下液滴的总滴数和它们的总体积，这样便知道一滴溶液的体积了。

说明:

本实验中500滴油酸酒精溶液的总体积为10mL，所以每一滴的体积为0.02mL。

当堂检测

将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液。

已知的这种溶液有50滴。

把1滴油酸酒精溶液滴到水面上，经过一段时间，酒精挥发，油酸在水面上形成单分子薄膜，测量出这薄膜的面积是，试估算油酸分子的大小。

感悟反思