高考物理一轮复习第十三章热学实验十三用油膜法估测分子的大小学案
高考物理一轮复习 第十三章 热学 第1讲 分子动理论 内能 用油膜法估测分子的大小教学案(含解析)
第1讲分子动理论内能用油膜法估测分子的大小➢教材知识梳理一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子直径大小的数量级为________ m.(2)一般分子质量的数量级为________ kg.(3)阿伏伽德罗常数N A：1 mol的任何物质所含的分子数，N A＝________mol－1.2．分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象．温度越________，扩散越快．(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动．布朗运动反映了________的无规则运动，颗粒越________，运动越明显；温度越________，运动越激烈．3．分子力(1)分子间同时存在着________和________，实际表现的分子力是它们的________．(2)引力和斥力都随着距离的增大而________，但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得________．(3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图13321所示：当r＜r0时，表现为________；当r＝r0时，分子力为________；当r＞r0时，表现为________；当r＞10r0时，分子力变得十分微弱，可忽略不计．13321二、物体的内能1．分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值．________是分子平均动能的标志，物体温度升高，表明分子热运动的________增大．2．分子势能：与分子________有关．分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图13322所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零)．133223．物体的内能：物体中所有分子的热运动________与________的总和．物体的内能跟物体的________、________及物体的________都有关系．三、用油膜法估测分子的大小将油酸滴在水面上，让油酸尽可能散开，可认为油酸在水面上形成________油膜，如果把分子看作________，单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径，如图13323所示，测出油酸的体积V和油膜的面积S，就可以算出分子的直径d＝________．图13323一、1.(1)10－10(2)10－26(3)6.02×10232．(1)高(2)液体分子小高3．(1)引力斥力合力(2)减小快(3)斥力零引力二、1.温度平均动能 2.间距3．动能分子势能温度体积摩尔数(或分子数)三、单层分子球形V S【思维辨析】(1)布朗运动是液体分子的无规则运动．( )(2)温度越高，布朗运动越剧烈．( )(3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大．( )(4)－33 ℃＝240 K．( )(5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能．( )(6)当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大．( )(7)内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同．( )答案：(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(√) (5)(×)(6)(√)(7)(×)【思维拓展】分子的体积如何表示？答案：(1)球体模型：将分子视为球体，V 0＝43πd 23(d 表示分子直径)； (2)立方体模型：将分子视为立方体V 0＝d 3(d 表示分子间距)．固体、液体分子体积V 0＝V N A(V 表示摩尔体积)，但对气体V 0表示一个气体分子平均占据的体积，因为气体分子之间的间隙不能忽略．➢ 考点互动探究 考点一 宏观量与微观量的转换桥梁作为宏观量的摩尔质量M mol 、摩尔体积V mol 、密度ρ与作为微观量的分子直径d 、分子质量m 、分子体积V 0都可通过阿伏伽德罗常数联系起来．如图13324所示．图13324(1)一个分子的质量：m ＝M mol N A. (2)一个分子所占的体积：V 0＝V mol N A(估算固体、液体分子的体积或气体分子平均占有的空间)．(3)1 mol 物质的体积：V mol ＝M mol ρ. (4)质量为M 的物体中所含的分子数：n ＝M M molN A . (5)体积为V 的物体中所含的分子数：n ＝ρV M molN A . 考向一 液体、固体分子模型1 [2016·江苏扬州期末] 目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．实验发现，在水深300 m 处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500 m 时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，将二氧化碳分子看作直径为D 的球，则在该状态下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为多少？[解析] 二氧化碳气体变成硬胶体后，可以看成是分子一个个紧密排列在一起的，故体积为V 的二氧化碳气体质量为m ＝ρV ，所含分子数为N ＝m M N A ＝ρV MN A ，变成硬胶体后体积为V ′＝N ·16πD 3＝πρVN A D 36M .■ 方法总结固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球体或立方体，如图13325所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝36V π(球体模型)或d ＝3V(立方体模型)．图13325考向二 气体分子模型2 [2015·海南卷] 已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g.由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．答案： 4πR 2p 0N A Mg 3Mgh p 0N A[解析] (1)大气压是由地球大气层的重力产生，设大气层质量为m ，地球表面积为S ，可知mg ＝p 0S ，S ＝4πR 2，大气分子数n ＝m M N A ＝p 0SN A Mg ＝4πR 2p 0N A Mg ，气体分子间距大，所以把每一个气体分子平均占据的空间认为是一个立方体模型，立方体边长即为分子间平均距离假设为a ，因为大气层的厚度远小于地球半径，所以大气层每一层的截面积都为地球的表面积S ，大气层体积V ＝Sh ＝4πR 2h ，V ＝na 3，联立以上各式得a ＝3Mgh p 0N A .■ 方法总结 气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间．如图13326所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝3V.图13326考点二 分子动理论的应用考向一 布朗运动与分子热运动项目 布朗运动 分子热运动] (多选)关于布朗运动，下列说法不正确的是( ) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C．气体分子的运动是布朗运动D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显E．布朗运动是液体分子从各个方向对悬浮微粒撞击作用的不平衡引起的答案：ABC[解析] 布朗运动是液体分子撞击悬浮微粒的不平衡引起的，间接反映了液体分子的无规则运动，选项A、B错误，E正确；气体分子的运动不是布朗运动，选项C错误；布朗运动的剧烈程度与液体的温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，选项D正确．考向二分子间的作用力与分子势能多选)两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变答案：BCE[解析] 分子力F与分子间距r的关系是：当r＜r0时F为斥力；当r＝r0时F＝0；当r ＞r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近的过程中分子力是先变大再变小后又变大，选项A错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故选项B正确，D错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，选项C、E均正确．■ 方法规律(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增大．(2)判断分子势能的变化有两种方法①看分子力的做功情况．②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区别．考向三物体的内能1．物体的内能与机械能的比较联系在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒2.内能和热量的比较内能热量区别是状态量，状态确定系统的内能随之确定．一个物体在不同的状态下有不同的内能是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量联系在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量5 (多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( )A．温度相等的1 kg和100 g的水内能相同B．物体内能增加，一定要从外界吸收热量C．热量只能从内能多的物体转移到内能少的物体D．在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少E．物体运动时的内能不一定比静止时的内能大答案：DE[解析] 影响内能大小的因素是体积、温度、物态和分子总数，1 kg水和100 g水的质量不同，水分子总数不同，所以内能不同，故选项A错误；改变内能有两种方式：做功和热传递，所以物体内能增加，不一定要从外界吸收热量，也可以是外界对物体做功，选项B 错误；热量能从内能多的物体转移到内能少的物体，也能从内能少的物体转移到内能多的物体，选项C错误；在相同物态下，同一物体温度降低，分子的平均动能减小，内能减少，选项D正确；物体运动的快慢与分子运动的快慢无关，物体运动快，分子的平均动能不一定大，内能不一定大，选项E正确．考点三用油膜法测量分子的大小测量方法：图13327(1)油膜体积的测定——积聚法：由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大，形成的单层分子所占面积太大，不便于测量，故实验中先把油酸溶于酒精中稀释，测定其浓度，再测出1 mL 油酸酒精溶液的滴数，取一滴用于实验，最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积．(2)油膜面积的测定：如图13327所示，将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上，以边长为1 cm 的方格为单位，数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去，超过半格的计为1格)，计算出油膜的面积S.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验．(1)每滴油酸酒精溶液的体积为V 0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S.已知500 mL 油酸酒精溶液中含有纯油酸1 mL ，则油酸分子直径大小的表达式为d ＝________．(2)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，但该同学并未发觉，仍按未挥发时的浓度计算(油酸仍能充分散开)C ．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分散开D ．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理答案：(1)V 0500S (2)AC [解析] (1)油酸酒精溶液中油酸的浓度为1500，一滴油酸酒精溶液滴入水中，酒精溶于水，油酸浮在水面上形成单层分子膜，故有Sd ＝1500V 0，解得d ＝V 0500S. (2)将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算公式变为d ＝V 0S，结果将明显偏大，选项A 正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，测量结果偏小，选项B 错误；水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，由计算公式可知选项C 正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，会有一定影响，但是结果不会明显偏大，选项D 错误．利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的规格为30 cm ×40 cm 的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、有机玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C.A ．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL 油酸酒精溶液时的滴数N ；B ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从靠近水面处向浅盘中央一滴一滴地滴入油酸酒精溶液，直到油酸薄膜有足够大的面积且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n ；C ．________________________________________________________________________；D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S(单位：cm 2)．(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小为________(单位：cm)．答案：(1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上(2)n ×0.05%NS[解析] (1)待薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(2)每滴油酸酒精溶液的体积为1N cm 3，n 滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V ＝n N×0.05% cm 3，所以单个油酸分子的大小d ＝V S ＝n ×0.05%NS(cm)． ■ 规律总结1．注意事项 (1)油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓．(2)在有机玻璃板上描绘油酸薄膜轮廓时动作要轻而迅速，视线要始终与玻璃板垂直．2．误差分析(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容易改变，会给实验带来较大误差；(2)利用小格子数计算轮廓面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差；(3)测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时，产生误差；(4)油膜形状的画线误差．【教师备用习题】1．(多选)[2016·威海模拟改编] 下列关于分子运动的说法不正确的是( )A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，仅与单位体积内的分子数有关B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大E．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同[解析] ABD 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，除了与单位体积内的分子数有关外，还与分子的平均速率有关；布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的体现，它说明分子不停息地做无规则热运动；当分子间的引力和斥力平衡时，即r＝r0时，分子势能最小；如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能一定增大，压强不一定增大；根据内能的物理意义及温度是分子热运动的平均动能的标志可知，内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同．综上所述选项A、B、D不正确．2．(多选)[2016·潍坊一模改编] 下列说法正确的是( )A．0 ℃的冰与0 ℃的水分子的平均动能相同B．质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大C．分子间作用力的合力总是随分子间距离的增大而减小D．即使制冷技术不断提高，绝对零度也不能达到E．用打气筒向篮球充气时需要用力，说明气体分子间有斥力[解析] ABD 温度是分子平均动能的标志，选项A正确；物体的内能与温度、体积、物质的量均有关，质量相等的两个物体，温度高的内能不一定大，选项B正确；当r＜r0时，分子间作用力的合力随分子间距离的增大而减小，当r＞r0时，分子间作用力的合力随分子间距离的增大先增大后减小，选项C错误；绝对零度永远不可能达到，选项D正确；用打气筒向篮球充气时，气体压强增大，对活塞的压力增大，所以打气时需要用力推动活塞，选项E错误．3．(多选)[2016·唐山摸底] 对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是( )A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大B．外界对物体做功，物体内能一定增加C．温度越高，布朗运动越显著D．当分子间的距离增大时，分子间作用力的合力就一直减小E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大[解析] ACE 温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，选项A正确；外界对物体做功，若物体向外散热，其内能不一定增加，选项B错误；温度越高，布朗运动越显著，选项C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力的合力可能先增大后减小，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确．4．(多选)[2016·豫东、豫北名校联考] 关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是( )A．大多数分子直径的数量级为10－10 mB．扫地时扬起的尘埃在空气中的运动不是布朗运动C．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显D．在液体表面分子力表现为引力E．随着分子间距离的增大，分子势能一定增大[解析] ABD 多数分子直径的数量级为10－10 m，选项A正确；扫地时扬起的尘埃比做布朗运动的微粒大得多，而且扬起的尘埃是空气的流动造成的，不是布朗运动，选项B正确；悬浮在液体中的微粒越大，液体分子的撞击对微粒影响越小，布朗运动就越不明显，选项C 错误；液体表面分子之间距离较大，分子力表现为引力，选项D正确；分子势能变化与分子力做功有关，在平衡距离以内斥力大于引力，分子力表现为斥力，若在此范围内分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小；在平衡距离以外引力大于斥力，分子力表现为引力，若分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，选项E错误．5．(多选)[2016·陕西三模改编] 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x 轴上，两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最大C．乙分子由a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少D．乙分子由a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少E．乙分子位于c点时，两分子组成的系统的分子势能最小[解析] BCE 根据图像可以看出分子力的大小变化，在横轴下方的为引力，上方的为斥力，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大，从a到b分子乙受到引力作用，从静止开始做加速运动；从b到c仍受引力继续加速，选项A错误；从a到c一直受引力，故一直加速，所以到c点时，速度最大，选项B正确；从a到c的过程中，分子乙受到引力作用，力的方向与运动方向一致，故分子力做正功，所以分子势能减小，选项C 正确；从a到c分子力做正功，分子势能减小，从c到d分子力做负功，分子势能增加，选项D错误，选项E正确．。
2019届高考物理一轮复习 第十三章 热学 实验十三 用油膜法估测分子的大小教案
解析：(1)根据题图，数得格子数为 131 个，那么油膜面积是 S＝132×1 cm2＝132 cm2。 (2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有 75 滴，1 滴溶液的体 积是715 mL。又已知每 1 000 mL 溶液中有纯油酸 0.6 mL，一 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 V＝0.160×00715 mL＝8×10－6 mL。 (3)油酸分子的直径为 d＝VS＝8×13120－6 cm≈6.1×10－10 m。 答案：(1)132 (2)8×10－6 (3)6.1×10－10
解析：②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时，相对误差太 大，应用微小量累积法减小测量误差；③液面上不撒痱子粉时， 滴入的油酸酒精溶液挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的 油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败。 答案：见解析
2．(2018·苏州模拟)(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分 子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列 应是________(用符号表示)。
油酸分子的直径约等于油膜的厚度 d＝VS＝13..24××1100－－121 m≈3.5×10－10 m。 (2)主要有两个原因：①水面受到落下的油酸酒精溶液的冲 击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶 液中的酒精挥发，使液面收缩。 [答案] (1)球形 单分子 直径 3.4×10－2 1.2×10－11 3.5×10－10 (2)见解析
(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为______模型，让油酸 尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_____油膜，这层油 膜的厚度可视为油酸分子的______。图中油酸膜的面积为____m2； 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是____m3；根据上述数 据，估测出油酸分子的直径是______m。(结果保留两位有效数字)
2021版高考物理一轮复习第13章选修3_3第4节实验：用油膜法估测分子的大小学案
第4节 实验：用油膜法估测分子的大小对应学生用书p 241一、实验目的1．用油膜法估测分子的直径．2．学习一种估测分子大小数量级的方法． 二、实验原理用油膜法测定分子大小的原理是：用累积法测出油滴的体积V 0，根据溶液浓度算出纯油酸的体积V ，测出油滴形成单分子油膜层的面积S ，如果把分子看做球形，就可算出油酸分子的直径d ＝VS .分子虽然很小，但分子间有空隙，除一些有机物质的大分子以外，一般物质分子直径的数量级都是10－10m.本实验采用使油酸在水面上形成一层单分子的油膜的方法，估测分子的大小，油酸是一种脂肪酸，它的分子和水有很强的亲和力，当它浮于水面时，能形成一块单分子层油膜，如果油膜分子可以大致看成球形，油膜的厚度就是分子的直径，如图所示．三、实验器材用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、量筒、坐标纸． 四、实验步骤1．配制油酸酒精溶液，取1 mL 的油酸滴入酒精中配制成500 mL 的油酸酒精溶液． 2．用滴管或注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积．3．实验时先向边长为30～40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜．4．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．5．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位．数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．6．根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.根据一滴纯油酸的体积V 和薄膜的面积S 即可算出油酸薄膜的厚度d ＝VS，即油酸分子的大小．五、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格．六、误差分析用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面： 1．形成单分子油膜只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即d ＝VS .要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜．2．油滴的体积V用累积法测油滴的体积．先测出1 mL 的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积．3．油膜的面积S用坐标纸测出形状不规则油膜的面积．数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确．七、注意事项1．油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%.2．痱子粉的用量不要太多，否则不易成功．3．测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小．4．浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓． 6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个．7．做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁．八、实验改进 在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的一步．在实际操作时常撒的不均匀或撒得过多，因痱子粉不溶于水又不能搅拌，只好重做．可用印刷碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若撒的不均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀．对应学生用书p 2421 (1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、玻璃板、彩笔、浅盘和水，要完成本实验，还欠缺的器材有____________________．(2)在用油膜法粗测分子直径的实验中，在哪些方面做了理想化的假设：________________________________________________________________________；实验中滴在水面的是酒精油酸溶液而不是纯油酸，这是因为______________________________________________；在将酒精油酸溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了______________________．(3)下面4个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是____________(用符号表示)．(4)在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A ，又用滴管测得N 滴这种酒精油酸的总体积为V ，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a 的正方形小格的纸上(如图所示)测得油膜占有的小正方形个数为X.①用以上字母表示油酸分子的大小d ＝__________． ②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X ＝________．[解析] 根据实验要求，所缺的器材为量筒、痱子粉、坐标纸；在用油膜法粗测分子直径的实验中，一般将油膜看成单分子膜，将油酸分子简化为球形，这样容易估算出分子直径；计算格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个．方格边长的单位越小，求出的面积越精确．一滴纯油酸的体积为AV N ，这滴油酸在水面上散开的面积为Xa 2，则d ＝AV N Xa 2＝VA NXa 2.[答案] (1)量筒、痱子粉、坐标纸(2)将油膜看成单分子膜，将油酸分子简化为球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的 纯油酸黏滞力较大，直接测量体积时误差太大 界定油膜大小的边界(3)d 、a 、c 、b(4)①VANXa2 ②57 【变式1】 (多选)在做“油膜法估测分子的大小”实验时，配制好浓度为0.06%的油酸酒精溶液(单位体积溶液中含有纯油酸的体积)，1 mL 上述溶液用注射器刚好滴75滴；在撒有均匀痱子粉的水面上用注射器滴1滴油酸酒精溶液，水面上形成油酸薄膜，如图为油膜稳定后的形状，每个正方形小方格的边长为10 mm .下列有关该实验的说法正确的有()A ．油膜的面积为100 cm 2B ．一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为8.0×10－6 mLC ．油酸分子的直径约为7.4×10－9 mD ．为减少误差应将注射器移到水面中央靠近水面处滴入溶液E ．数油膜面积时不慎将几个不足一格的按一格计算，不影响估算结果的数量级[解析] 图中每个正方形小方格的面积S 0＝102 mm 2，数图中轮廓线所围小方格数为115个(大于半个的算一个，小于半个的舍弃)，图中油酸薄膜的面积为S ＝115×S 0＝115 cm 2，选项A 错误；一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V ＝175 mL ×0.06%＝8.0×10－6mL ，选项B 正确；由V ＝Sd ，解得油酸分子的直径约为d ＝V S ＝7.0×10－10m ，选项C 错误；为了减小误差应将注射器移到水面中央靠近水面处滴入溶液，选项D 正确；数油膜面积时不慎将几个不足一格的按照一格计算，不影响估算结果的数量级，选项E 正确．[答案] BDE。
高考物理一轮复习第十三章热学实验13用油膜法估测分子的大形件新人教版
E.实验时,先将1 cm3的油酸滴入300 cm3的纯酒精中,制成油酸酒精 关闭 实溶验液时,再先取将一痱滴子该粉溶撒在液水滴面在上撒,再有把痱一子滴粉油的酸水酒面精上溶,液测滴量入所水形面成,选的项油C错 误膜;面处积理数据时,先计算出一滴油酸酒精溶液中所含有的纯油酸体积,再将
该体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径,选项D错误。
必备知识
关键能力
-7-
对应演练
-7-
命题点一 命题点二
e.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃
板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是
(填写步骤前面的数
字)。
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得
1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面
上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的
直径为
m(结果保留一位有效数字)。
答案:(1)dabec (2)5×10-10
解析:(2)根据实验原理可知,油酸分子直径为d=
������ ������
=
1 × 10-6 300 × 50 × 0.13
m≈5×10-10 m。
命题点一 命题点二
面达到量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱
子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜
稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图甲所示。
坐标格的每个小正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜
的面积是
cm2,由此估算出油酸分子的直径是
m(保留一位有效数字)。
对应演练
-4-
高中物理2020版新课标一轮复习第十三章 热学(选修3-3)实验十三 用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小
一、实验目的
1．估测油酸分子的大小。
2．学会间接测量微观量的原理和方法。
二、实验原理 利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分
V 子油膜，用d＝ S 计算出油膜的厚度，其中V为一 滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积，S为油膜面 积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
三、实验器材 清水、浅盘、胶头滴管(或注射器)、坐标纸、玻璃板、痱子粉
解析：利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜，将油酸分 子看做球形，测出一定体积的油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面 V 积，用d＝ S 计算出油膜的厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中所含油 酸的体积，S为油膜面积，这个厚度就近似等于油酸分子的直径，即 该实验是通过建立理想模型的方法进行测量的，选项A正确；实验中 不可让油酸铺满整个水槽，选项B错误；使用痱子粉是为了清晰地显 示油膜的边界，选项C正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一格的 方格，使S偏小，则算出来的直径d偏大，选项D正确；重新实验时， 需要用少量酒精清洗水槽，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，保持清 洁，选项E错误。
五、数据处理 k 1．计算一滴溶液中油酸的体积：V＝N(mL)。 2．计算油膜的面积S：以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮
廓内正方形的个数，大于半个的算一个，不足半个的舍去。 V 3．计算油酸的分子直径：d＝ S (注意单位统一)。 六、注意事项
1．实验前将所有器材用具擦洗干净。
2．痱子粉用量不要太大，油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。
11 V 2×10 －10 d＝ S ＝ m。 －2 m≈8×10 2.4×10
－
V (2)由公式d＝ S 可知，d偏大，则可能油酸体积V偏大或油膜面积S 偏小，选项A、C正确。 － － 答案：(1)2.4×10 2 8×10 10
高考物理总复习 第十三章 第4节 实验：用油膜法估测分子的大小教学案 新人教版-新人教版高三全册物理
第4节 实验：用油膜法估测分子的大小夯实基础 【p 229】一、实验目的1．用油膜法估测分子的直径．2．学习一种估测分子大小数量级的方法．二、实验原理用油膜法测定分子大小的原理是：用累积法测出油滴的体积V 0，根据溶液浓度算出纯油酸的体积V ，测出油滴形成单分子油膜层的面积S ，如果把分子看做球形，就可算出油酸分子的直径d ＝V S.分子虽然很小，但分子间有空隙，除一些有机物质的大分子以外，一般物质分子直径的数量级都是10－10 m.本实验采用使油酸在水面上形成一层单分子的油膜的方法，估测分子的大小，油酸是一种脂肪酸，它的分子和水有很强的亲和力，当它浮于水面时，能形成一个单分子层油膜，如果油膜分子可以大致看成球形，油膜的厚度就是分子的直径，如图所示．三、实验器材用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、量筒、坐标纸．四、实验步骤1．配制油酸酒精溶液，取1 mL 的油酸滴入酒精中配制成500 mL 的油酸酒精溶液．2．用滴管或注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数，算出一滴油酸酒精溶液的体积．3．实验时先向边长为30～40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上用滴管往水面上滴一滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜．4．待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．5．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位．数出轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．6．根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.根据一滴纯油酸的体积V 和薄膜的面积S 即可算出油酸薄膜的厚度d ＝V S，即油酸分子的大小． 五、数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格.六、误差分析用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面：1．形成单分子油膜只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即d ＝V S.要求使用的酒精的浓度、痱子粉的用量适宜．2．油滴的体积V用累积法测油滴的体积．先测出1 mL 的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积．3．油膜的面积S用坐标纸测出形状不规则油膜的面积．数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确．七、注意事项1．油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%.2．痱子粉的用量不要太多，否则不易成功．3．测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小．4．浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，以便准确地画出油膜的形状，画线时视线应与板面垂直．5．要待油膜形状稳定后，再画轮廓．6．利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个．7．做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去，最后用水冲洗，以保持盘的清洁．八、实验改进在做本实验时，把痱子粉均匀撒在水面上是很关键的一步．在实际操作时常撒的不均匀或撒得过多，因痱子粉不溶于水又不能搅拌，只好重做．可用印刷碳粉代替痱子粉，因为印刷碳粉不溶于水且漂浮在水面上，若撒的太多，可将水和碳粉一起倒出，然后用玻璃棒搅拌，直至碳粉在水面薄且均匀，若撒的不均匀，可直接用玻璃棒搅拌均匀．例1(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、玻璃板、彩笔、浅盘和水，要完成本实验，还欠缺的器材有____________________．(2)在用油膜法粗测分子直径的实验中，在哪些方面做了理想化的假设：________________________________________________________________________；实验中滴在水面的是酒精油酸溶液而不是纯油酸，这是因为______________________________________________；在将酒精油酸溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了______________________．(3)下面4个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是____________(用符号表示)．(4)在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A ，又用滴管测得N 滴这种酒精油酸的总体积为V ，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a 的正方形小格的纸上(如图所示)测得油膜占有的小正方形个数为X.①用以上字母表示油酸分子的大小d ＝__________．②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X ＝________．【解析】根据实验要求，所缺的器材为量筒、痱子粉、坐标纸；在用油膜法粗测分子直径的实验中，一般将油膜看成单分子膜，将油酸分子简化为球形，这样容易估算出分子直径；计算格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个．方格边长的单位越小，求出的面积越精确．一滴纯油酸的体积为AV N ，这滴油酸在水面上散开的面积为Xa 2，则d ＝AV N Xa 2＝VA NXa 2. 【答案】(1)量筒、痱子粉、坐标纸(2)将油膜看成单分子膜，将油酸分子简化为球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的 纯油酸黏滞力较大，直接测量体积时误差太大 界定油膜大小的边界(3)d 、a 、c 、b(4)①VA NXa 2 ②57 针对训练1．某同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，每5 000 mL 油酸酒精溶液中有纯油酸3 mL.用注射器测得100滴油酸酒精溶液为1 mL.将1滴溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描绘出油酸膜的轮廓如图所示，正方形小方格的边长为1 cm.(1)1滴这样的溶液中含有纯油酸__6×10－6__ mL.由此估算出油酸分子的直径为__5×10－10__ m ．(结果均保留一位有效数字)(2)做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大．出现这种情况的原因可能是__AB__．A ．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B ．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开C ．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化D ．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理【解析】(1)1 mL 油酸酒精溶液中有纯油酸35 000mL ，而100滴油酸溶液的体积为1 mL ，故1滴这样的溶液中含有纯油酸35 000100mL ＝6×10－6 mL ，面积超过正方形一半的正方形的个数为120个，故油膜的面积S ＝120 cm 2＝1.2×10－2 m 2，油酸分子的直径d ＝V S ＝6×10－6mL 1.2×10－2 m 2＝5×10－10 m.(2)根据d ＝V 05 000，则错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，A 正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S 偏小，导致结果计算偏大，B 正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，C 错误；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S 偏大，会导致计算结果偏小，D 错误．考 点 集 训 【p 354】1．关于“油膜法估测油酸分子的大小”实验：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是__ABD__.A ．将油膜看成是单层油酸分子铺成的B ．不考虑各油酸分子间的间隙C ．考虑了各油酸分子间的间隙D ．将油酸分子看成球形(2)下述步骤中，正确的顺序是__④①②⑤③__．(填写步骤前面的数字)①往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积．根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．(3)将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴，现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2.由此估算出油酸分子的直径为__5×10－10__ m ．(结果保留1位有效数字)【解析】(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验的基本原理是：①让油膜尽可能散开，形成单分子层；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间空隙，故A 、B 、D 正确，C 错误．(2)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积V 0＝V N(题中的④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积(③)→计算分子直径(③)，故正确的顺序是④①②⑤③.(3)计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积，V 0＝1×10－650×1300m 3，则分子直径为：D ＝V 0S ＝1×10－650×13000.13 m ＝5×10－10 m.2．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL 的纯油酸配制成b mL 的油酸酒精溶液，再用胶头滴管取1 mL 油酸酒精溶液，让其自然滴出，共能滴出n 滴．现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm 2.这种估测方法是将每个油酸分子视为__球体__模型，可估算出单个油酸分子的直径大小是__a bSn __ cm ；测出油酸分子的直径后，若要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的__摩尔体积__(填“摩尔质量”或“摩尔体积”)．【解析】“用油膜法估测分子的大小”实验中，估测方法是将每个油酸分子视为球体模型；据题意得：油酸酒精溶液的浓度为a b ，一滴酸酒精溶液的体积为1nmL ，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V ＝1n ·a b ＝a bn mL ，则油酸分子的直径为d ＝V S ＝a bnScm ；设一个油酸分子的体积为V 1，则V 1＝16πd 3；由N A ＝V mol V 1，可知要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积． 3．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A ，N 滴溶液的总体积为V.在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示)，测得油膜的面积为S.(1)用以上字母表示油酸分子直径为__AV NS__． (2)如果已知这种油酸的密度为ρ，摩尔质量为M ，则阿伏加德罗常数的表达式为__6MN 3S 3ρπA V__． 【解析】(1)已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为A ，N 滴溶液的总体积为V ，则油酸的体积为AV ，那么一滴油酸的体积为AV N ，所以一滴油酸分子的直径为AV NS. (2)油酸的摩尔体积为M ρ，一个油酸分子的体积为43π(AV 2NS)3，所以阿伏加德罗常数的表达式为N A ＝M ρ43π（AV 2NS）3＝6MN 3S 3ρπA 3V 3 4．“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下：①向体积V 油＝1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到V 总＝500 mL ；②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n ＝100滴时，测得其体积恰好是V 0＝1 mL ；③先往边长为30 cm ～40 cm 的浅盘里倒入2 cm 深的水，然后将__________均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓X 围内小方格的个数N ，小方格的边长l ＝20 mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③中应填写：__痱子粉或石膏粉__；(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是__2×10－5__mL ；(3)油酸分子直径是__4.3×10－10__m.【解析】(1)为了显示水分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′＝V 0V 油nV 总＝1100×1500mL ＝2×10－5 mL (3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S ＝115×20×20 mm 2＝4.6×104 mm 2，油酸分子直径d ＝V′S ＝2×10－5×1034.6×104 mm ＝4.3×10－10 m.5．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL 油酸酒精溶液中含有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL ，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为25 mm ，试问：这种估测方法是将每个油酸分子视为__球体__模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为__单分子__油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的__直径__．图中油酸膜的面积为__4.4×10－2__m 2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__1.2×10－11__ m 3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__2.7×10－10__ m ．(结果保留两位有效数字)【解析】这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径；油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有70个方格，故油膜面积为：S ＝70×25 mm ×25 mm ＝43 750 mm 2＝4.4×10－2 m 2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：V ＝150×10－6×0.61 000m 3＝1.2×10－11 m 3；油酸分子的直径：d ＝V S ＝1.2×10－114.4×10－2 m ≈2.7×10－10 m.6．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中．若油酸酒精溶液体积浓度为0.12%，一滴该溶液的体积为5.2×10－3 mL ，测得其形成的油膜的面积是48 cm 2，则估算出油酸分子直径的数量级为__10－9__ m.【解析】一滴溶液中纯油酸的体积V ＝5.2×10－3 mL ×0.12%＝6.2×10－6 mL ＝6.2×10－12m 3；油酸分子的直为：d ＝V S ＝6.2×10－1248×10－4 m ≈1.3×10－9 m. 7．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液B ．在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积C ．用浅盘装入约2 cm 深的水，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定D ．将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上，将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半格的舍去，多于半格的算一个)，再根据方格的边长求出油酸膜的面积SF ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积VG ．用公式D ＝V S，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小 (1)上述步骤中有步骤遗漏或不完整的，请指出并在下面横线中补充完整(请说出两处) ①__应该在量筒中滴入n 滴溶液，测出它的体积V 0，然后来计算一滴油酸酒精溶液的体积V 1，则一滴该溶液的体积为V 1＝V 0n__； ②__为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉__． (2)某同学实验中最终得到的分子直径的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的有__ACD__．A ．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B ．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C ．计算油酸薄膜面积时，只数了完整的方格数D ．水面上痱子粉撒得太厚，油酸膜没有充分展开(3)某实验小组用1 mL 的油酸配置了500 mL 的油酸酒精溶液，用滴管、量筒测得n 滴油酸酒精溶液体积为V 0，一滴溶液在水槽中最终形成油膜面积为S ，则油酸分子直径为__V 0500nS__.【解析】(1)①应该在量筒中滴入n 滴溶液，测出它的体积V 0，然后来计算一滴油酸酒精溶液的体积V 1，则一滴该溶液的体积为V 1＝V 0n；②为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰，要在水面上先撒上痱子粉；(2)错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V 偏大，造成分子直径的测量值偏大，故A 正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，造成分子直径的测量值偏小，故B 错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，造成分子直径的测量值偏大，故C 正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，造成分子直径的测量值偏大，故D 正确．故选ACD.(3)1滴酒精油酸溶液内含纯油酸的体积为：V 1＝1500·V 0n所以油酸分子直径为：d ＝V 1S ＝V 0500nS.word - 11 - / 11。
高三物理第一轮复习课件：第十三章第四讲实验十三：用油膜法估测分子的大小
5．用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油 酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散开，形成单分子油 膜．
6．待油酸薄膜形状稳定后，将一块较大的玻璃板盖 在浅盘上．用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．
[实验器材] 清水、盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、 玻璃板、痱子粉(或石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．
[实验步骤] 1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、 粉尘，以免给实验带来误差．
2．取 1 毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成 200 毫 升的油酸酒精溶液．
3．用滴管(或注射器)向量筒中滴入 n 滴配制好的油 酸酒精溶液，使这些溶液的体积恰好为 1 mL，算出每滴 油酸酒精溶液的体积 V0＝n1 mL.
解析：在滴入油酸酒精溶液之前，应将痱子粉或细石 膏粉均匀地撒在水面上，这样可以清楚地看出油酸的轮 廓，另外，在实验过程中，必须记下一滴油酸的体积．
答案：(1)①C 步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细
石膏粉 ②实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好
的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加 一定体积时的滴数
[数据处理] 根据上面记录的数据，完成以下表格内容．
实验次数
量筒内增 加1 mL溶 液时的滴
数
轮廓内的小 格子数
1
2
轮廓面积S
实验 次数
一滴溶液中 纯油酸的体
积V
分子的 大小(m)
平均值Βιβλιοθήκη 12[误差分析] 1．油酸酒精溶液配制后长时间放置，溶液的浓度容 易改变，会给实验带来较大误差． 2．纯油酸体积的计算误差． 3．油酸薄膜面积的测量误差． (1)油酸薄膜形状的画线误差； (2)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误 差．
2019版高考物理一轮复习实验十三用油膜法估测分子的大小学案
实验十三：用油膜法估测分子的大小一、选择题1．( 多项选择， 2016 年山东枣庄第三中学检测) 在测定分子大小的油膜实验中，下边的假定与该实验相关的是()A．油膜中分子沿直线摆列B．油膜为单层分子且都是球形C．分子是一个挨一个摆列，它们间的空隙可忽视D．油膜的体积等于总的分子体积之和E．油分子一定是静止不动的2．( 多项选择， 2016 年江西九江模拟) 某学生在“用油膜法估测分子大小”的实验中，计算结果显然偏大，可能是因为()A．油酸未完好散开B．油酸中含有大批酒精C．计算油膜面积时，舍去了全部不足一格的方格D．求每滴溶液体积时， 1 mL 的溶液的滴数误多计了10 滴E．求每滴溶液体积时， 1 mL 的溶液的滴数误少计了10 滴二、非选择题3．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)某同学操作步骤以下：①取必定量的无水酒精和油酸，配制成必定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛必定量的水，再滴入一滴溶液，待散开稳固；④在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油酸薄膜形状，用透明方格纸丈量油酸薄膜的面积．请指犯错误或有遗漏的步骤，并更正其错误：错误的步骤：______________________________________________________________.有遗漏的步骤：____________________________________________________________.(2) 用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的()A．摩尔质量 B ．摩尔体积C．质量 D ．体积4．(2016 年山东阳谷期中 ) 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每 1000 mL 油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL ，现用滴管向量筒内滴加50 滴上述溶液，量筒中的溶液体积增添了 1 mL ，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面睁开，稳固后形成的油膜形状如图KS13-1 所示．若每一小方格的边长为 25 mm，问：图中油酸膜的面积为2________m；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 ________m3；依据上述数据，估测出油酸分子的直径是________m．( 计算结果均保存2 位有效数字 )KS13-15．在用油膜法估测分子的大小的实验中，详细操作以下：①取油酸 0.1 mL注入 250 mL的容量瓶内，而后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充足溶解，形成油酸酒精溶液；②用滴管汲取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到 1.0 mL 恰巧共滴了100 滴；250 mL 为止，③在边长约 40 cm 的浅盘内注入约 2 cm 深的水，将细石膏粉平均地撒在水面上，再用滴管汲取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，能够清楚地看出油膜轮廓；④待油膜形状稳固后，将预先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为 1.0 cm 的方格纸上，算出完好的方格有 67 个，大于半格的有14 个，小于半格的有19 个．(1)这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．(2)利用上述详细操作中的相关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m3,求得的油膜分子直径为 ____________m． ( 计算结果均保存 2 位有效数字 )6．在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有以下实验步骤：a．往边长约为 40 cm的浅盘里倒入约 2 cm深的水，待水面稳固后将适当的痱子粉平均地撒在水面上．b．用注射器将预先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳固．c．将画有油膜形状的玻璃板平放在座标纸上，计算出油膜的面积，依据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．d．用注射器将预先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增添必定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．e．将玻璃板放在浅盘上，而后将油膜的形状用彩笔描述在玻璃板上．达成以下填空：(1)上述步骤中，正确的次序是 ________．( 填写步骤前面的字母 )(2)实验时，所用的油酸溶液的浓度为A，测得体积为 V 的油酸酒精溶液共有 N滴，将一滴该溶液滴在浅盘中的水面上，稳固后形成的油膜形状如图 KS13-2 所示，测得油膜据有的小正方形个数为 X，每一个小方格的边长为 a.图 KS13-2①用以上字母表示油酸分子的直径大小d＝______.②从图中数得油膜据有的小正方形个数为X＝________.(3)该同学实验中最后获得的计算结果和大部分同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这类结果的原由，以下说法可能正确的选项是________．A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油膜面积时，错将不完好的方格作为完好方格办理C．计算油膜面积时，只数了完好的方格数D．水面上痱子粉撒得许多，油膜没有充足睁开。
2020版高考物理教科版大一轮温习讲义第十三章实验十三用油膜法估测分子的大小
实验十三 用油膜法估测分子的大小1.实验原理实验采纳使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方式估测分子的大小.当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并专门快挥发，在水面上形成如图1甲所示形状的一层纯油酸薄膜.若是算出必然体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小.用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，如图乙所示，则d ＝V S.图12.实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔. 3.实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以避免给实验带来误差.(2)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，如此就取得了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液. (3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加必然体积V n 时的滴数n . (4)依照V 0＝V nn算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.(5)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上. (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上.(7)待油酸薄膜的形状稳固后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上.(8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在座标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个).(9)依照油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝VS算出油酸薄膜的厚度d.(10)重复以上实验步骤，多测几回油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小.1.数据处置依照上面记录的数据，完成以下表格内容.实验次数量筒内增加1 mL溶液时的滴数轮廓内的小格子数轮廓面积S1234实验次数一滴纯油酸的体积V分子的大小(m)平均值12342.注意事项(1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，当针头靠水面很近(油酸未淌下之前)时，会发觉针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不阻碍实验成效.(2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳固后再画轮廓.扩散后又收缩有两个缘故：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩.(3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，如此做可维持浅盘的清洁.(4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可.命题点一教材原型实验例1在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)(多项选择)该实验中的理想化假设是()A.将油膜看成单分子层油膜B.不考虑各油酸分子间的间隙C.不考虑各油酸分子间的彼此作使劲D.将油酸分子看成球形(2)实验中利用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是()A.可使油酸和痱子粉之间形成清楚的边界轮廓B.对油酸溶液起到稀释作用C.有助于测量一滴油酸的体积D.有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)某教师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精假设干.已知分子直径数量级为10－10m，那么该教师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)最多为________‰(保留两位有效数字).答案(1)ABD(2)B(3)解析(1)计算分子直径是依照体积与面积之比，因此需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，应选A、B、D.(2)实验中利用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也确实是为了减小系统误差.(3)依照题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液浓度最大.一滴油酸的体积V0＝dS＝10－10 m× m2＝×10－11 m3，一滴油酸酒精溶液的体积V＝150cm3＝2×10－8 m3，那么此油酸酒精溶液的浓度为V0V＝‰.变式1(多项选择)(2018·湖北省武汉市调研)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下做法正确的选项是()A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL ，则1滴溶液中含有油酸10－2 mLB.往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并当即在玻璃板上描下油酸膜的形状D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在座标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积E.依照1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就能够够算出油膜厚度d ＝VS ，即油酸分子的大小 答案 BDE解析 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，假设100滴溶液的体积是1 mL ，那么1滴油酸酒精溶液的体积是10－2 mL ，含有油酸的体积小于10－2 mL ，选项A 错误；往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上，选项B 正确；用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，待油酸在液面上散布均匀并稳固后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，选项C 错误；将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在座标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积，选项D 正确；依照1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V 和油膜面积S 就能够够算出油膜厚度d ＝V S ，即油酸分子的大小，选项E 正确.变式2 (2018·河南省郑州市第三次质量预测)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将一滴油酸酒精溶液滴入事前洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在座标纸上，其形状如图2所示.坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm ，该油膜的面积是________ m 2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是 mL ，那么油酸分子的直径为________ m.(结果均保留两位有效数字)图2答案×10－3×10－10解析 在围成的方格中，不足半格舍去，多于半个的算一个，共有80个方格，故油酸膜的面积为S ＝80×1 cm ×1 cm ＝80 cm 2＝×10－3 m 2 每滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积 V ＝错误!×% mL ＝6×10－12 m 3 依照d ＝VS＝×10－10 m.命题点二 实验拓展创新例2 测量分子大小的方式有很多，如油膜法、显微法.(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取 mL 油酸，倒入标注250 mL 的容量瓶中，再加入酒精后取得250 mL 的溶液.然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中淌下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳固后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观看油膜，如图3甲所示.坐标格中每一个小正方形方格的大小为2 cm ×2 cm.由图能够估算出油膜的面积是______ cm 2，由此估算出油酸分子的直径是______ m(结果保留一名有效数字).图3(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.那个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为×10－8 m 的圆周而组成的.由此能够估算出铁原子的直径约为________ m(结果保留两位有效数字). 答案 (1)256 8×10－10(2)×10－10解析 (1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，取得油膜的面积S ＝64×2 cm ×2 cm ＝256 cm 2.溶液浓度为11 000，每滴溶液体积为150 mL,1滴溶液中所含油酸体积为V ＝2×10－5 cm 3.油膜厚度即油酸分子的直径是d ＝VS≈8×10－10 m.(2)直径为×10－8 m 的圆周周长为D ＝πd ≈×10－8 m ，能够估算出铁原子的直径约为 d ′＝错误! m ≈×10－10 m.。
高考物理一轮复习 第十三章 热学 第3讲 实验：用油膜法测分子的大小学案
第3讲 实验：用油膜法测分子的大小微知识1 实验目的1．估测油酸分子的大小。
2．学习间接测量微观量的原理和方法。
微知识2 实验原理 利用油酸的酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜(如图所示)，将油酸分子看做球形，测出一定体积油酸溶液在水面上形成的油膜面积，用d ＝V S计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油酸溶液中纯油酸的体积，S 为油膜面积。
这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
微知识3 实验器材盛水浅盘、滴管(或注射器)、试剂瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔。
微知识4 实验步骤1．用滴管(或注射器)将油酸酒精溶液滴入量筒，数出每毫升油酸酒精溶液的滴数，算出每滴液滴体积的平均值。
2．把洗干净的浅盘水平放置，倒入约2 cm 深的水。
用纱网(或粉扑)将适量的痱子粉(或石膏粉)轻轻撒在水面上。
3．用滴管(滴管距离水面约1 cm)将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下油酸膜的形状。
4．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形小方格的个数(不足半格的舍去，多于半格的算一个格)，估测出油膜的面积，估算油酸分子的直径。
5．清洗浅盘，擦去玻璃板上的油膜轮廓线，重复做2次至3次实验。
微知识5 数据处理根据上面记录的数据，完成以下两个表格内容。
微知识6 注意事项1．实验前，必须将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，否则会增大实验误差。
2．痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功。
3．油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜，不宜长时间放置。
4．浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直。
5．油酸在水面上形成油膜时先扩散后收缩，要在稳定后再画轮廓。
扩散后又收缩的原因有两个：一是水面受液滴冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后，油膜回缩。
高考物理一轮复习 实验增分 专题13 用油膜法估测分子的大小学案
实验十三 用油膜法估测分子的大小知识梳理·夯实基础一、原理与操作二、注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免浓度改变，产生误差． (2)油酸酒精溶液的浓度以小于11 000为宜．(3)痱子粉的用量不要太大，否则不易成功．(4)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．(5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．(6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓．(7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可．三、误差分析(1)纯油酸体积的计算引起误差；(2)油膜形状的画线误差；(3)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．核心考点·分层突破考点1 原验原理[例1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)(多选)该实验中的理想化假设是( ABD)A．将油膜看成单分子层油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．不考虑各油酸分子间的相互作用力D．将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是( B)A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．对油酸溶液起到稀释作用C．有助于测量一滴油酸的体积D．有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴人量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干．已知分子直径数量级为10－10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为__1.1__‰(保留两位有效数字)．解析(1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选项A、B、D正确．(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差．(3)根据题意可得x50×10－610－10＝0.22，解得x＝0.001 1，所以千分比为1.1‰．考点2 实验数据处理[例2]油酸酒精溶液的浓度为每10 000 mL油酸酒精溶液中有油酸6 mL，用滴管向量筒内滴75滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的单分子油膜的形状如图所示．(1)若每一小方格的边长为10 mm ，则油酸薄膜的面积为__1.15×10－2__m 2； (2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为__8×10－12__m 3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为__7×10－10__m.(保留一位有效数字)解析 (1)从题图中数出方格数约为115个，则油酸薄膜的面积为115×1 cm 2＝1.15×10－2m 2；(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 6 mL 10 000×75＝8×10－12 m 3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径d ＝V S ＝8×10－121.15×10－2 m≈7×10－10m ． 对应演练·迁移运用1．(多选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果偏大，可能是由于( AC )A ．油酸未完全散开B ．油酸中含有大量酒精C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴解析 由d ＝V S可知，选项A 、C 正确；油酸中含酒精，酒精能挥发，对实验结果无影响，选项B 错误；求每滴体积时，1 mL 溶液的滴数多记了10滴，故d 偏小，选项D 错误．2．某油剂的密度为0.8×103kg/m 3，取这种油剂0.8 g 滴在水面上，最后形成的油膜的最大面积约为( B )A ．10－10m2B ．104 m 2C ．1010 cm2D ．104cm 2解析 S ＝mρd ＝0.8×10－30.8×103×10－10 m 2＝1×104 m 2，故选项B 正确．3．关于将油膜形状画在玻璃板上的步骤，下列说法正确的是( B ) A ．滴上油酸后在油膜扩散到最大面积时画 B ．滴上油酸后等油酸形状稳定后尽快画 C ．等的时间越长越好 D ．随便什么时候画都行解析 油酸酒精溶液在滴入水中后由于表面张力的作用会扩散，刚开始时由于油膜中有酒精，所以面积较大，酒精溶于水后会很快挥发，油膜面积又会缩小，此后有一段时间，油膜形状处于稳定状态，测油膜面积应该在这段时间内测，所以选项A 错误，选项B 正确；如果等的时间过长，则油膜的形状会发生变化，痱子粉所形成的包围圈会逐渐破裂，无法再测，所以选项C 、D 错误．4．用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的( B ) A ．摩尔质量 B ．摩尔体积 C ．质量D ．体积解析 设一个油酸分子体积为V ，则V ＝43π(d 2)3，由N A ＝V molV 可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故选项B 正确．5．(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还欠缺的器材有__量筒、痱子粉、坐标纸__．(2)在用油膜法估测分子大小的实验中，在哪些方面作了理想化的假设：__将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的__；实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为__纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大__；在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了__界定油膜大小的边界__．(3)如图甲所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是__dacb __.(用符号表示)甲(4)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A ，又用滴管测得N 滴这种油酸酒精溶液的总体积为V ，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a 的正方形小格的纸上，如图乙所示，测得油膜占有的小正方形个数为X ．①用以上字母表示油酸分子直径的大小d ＝！！！VANXa 2###． ②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X ＝__55__．。
教育最新K122019版高考物理一轮复习实验增分专题13用油膜法估测分子的大小学案
实验十三用油膜法估测分子的大小知识梳理·夯实基础一、原理与操作二、注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免浓度改变，产生误差．(2)油酸酒精溶液的浓度以小于11 000为宜．(3)痱子粉的用量不要太大，否则不易成功．(4)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．(5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．(6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓．(7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可．三、误差分析(1)纯油酸体积的计算引起误差；(2)油膜形状的画线误差；(3)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．核心考点·分层突破考点1 原验原理[例1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)(多选)该实验中的理想化假设是( ABD)A．将油膜看成单分子层油膜B ．不考虑各油酸分子间的间隙C ．不考虑各油酸分子间的相互作用力D ．将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是( B ) A ．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B ．对油酸溶液起到稀释作用 C ．有助于测量一滴油酸的体积 D ．有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22 m 2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴人量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干．已知分子直径数量级为10－10m ，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为__1.1__‰(保留两位有效数字)．解析 (1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选项A 、B 、D 正确．(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差．(3)根据题意可得x50×10－610－10＝0.22，解得x ＝0.001 1，所以千分比为1.1‰． 考点2 实验数据处理[例2]油酸酒精溶液的浓度为每10 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸6 mL ，用滴管向量筒内滴75滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的单分子油膜的形状如图所示．(1)若每一小方格的边长为10 mm ，则油酸薄膜的面积为__1.15×10－2__m 2； (2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为__8×10－12__m 3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为__7×10－10__m.(保留一位有效数字)解析 (1)从题图中数出方格数约为115个，则油酸薄膜的面积为115×1 cm 2＝1.15×10－2m 2；(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 6 mL 10 000×75＝8×10－12 m 3；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径d ＝V S ＝8×10－121.15×10－2 m≈7×10－10m ． 对应演练·迁移运用1．(多选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果偏大，可能是由于( AC )A ．油酸未完全散开B ．油酸中含有大量酒精C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴解析 由d ＝V S可知，选项A 、C 正确；油酸中含酒精，酒精能挥发，对实验结果无影响，选项B 错误；求每滴体积时，1 mL 溶液的滴数多记了10滴，故d 偏小，选项D 错误．2．某油剂的密度为0.8×103kg/m 3，取这种油剂0.8 g 滴在水面上，最后形成的油膜的最大面积约为( B )A ．10－10m2B ．104 m 2C ．1010 cm2D ．104cm 2解析 S ＝mρd ＝0.8×10－30.8×103×10－10 m 2＝1×104 m 2，故选项B 正确．3．关于将油膜形状画在玻璃板上的步骤，下列说法正确的是( B ) A ．滴上油酸后在油膜扩散到最大面积时画 B ．滴上油酸后等油酸形状稳定后尽快画 C ．等的时间越长越好 D ．随便什么时候画都行解析 油酸酒精溶液在滴入水中后由于表面张力的作用会扩散，刚开始时由于油膜中有酒精，所以面积较大，酒精溶于水后会很快挥发，油膜面积又会缩小，此后有一段时间，油膜形状处于稳定状态，测油膜面积应该在这段时间内测，所以选项A 错误，选项B 正确；如果等的时间过长，则油膜的形状会发生变化，痱子粉所形成的包围圈会逐渐破裂，无法再测，所以选项C 、D 错误．4．用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的( B ) A ．摩尔质量 B ．摩尔体积 C ．质量D ．体积解析 设一个油酸分子体积为V ，则V ＝43π(d 2)3，由N A ＝V molV 可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故选项B 正确．5．(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还欠缺的器材有__量筒、痱子粉、坐标纸__．(2)在用油膜法估测分子大小的实验中，在哪些方面作了理想化的假设：__将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的__；实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为__纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大__；在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了__界定油膜大小的边界__．(3)如图甲所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是__dacb__.(用符号表示)甲(4)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A，又用滴管测得N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，如图乙所示，测得油膜占有的小正方形个数为X．①用以上字母表示油酸分子直径的大小d＝！！！VANXa2###．②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X＝__55__．。
高三物理备考复习 第十三章 实验十三 用油膜法估测分
"【三维设计】2013高三物理备考复习 第十三章 实验十三 用油膜法估测分子的大小课下知能提升 新人教版（广东专版） "1．下列说法中不是“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据的是( ) A ．将油酸形成的膜看成单分子油膜 B ．不考虑各油酸分子间的间隙 C ．考虑了各油酸分子间的间隙 D ．将油酸分子看成球形解析：“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V )滴入水中，使之形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体。
显然，球形体的直径即为单分子油膜的厚度d 。
假设单分子油膜的面积为S ，必然有d ＝VS。
所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A 、B 、D 。
答案：C2．（双选）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸溶液浓度低于实际值C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴解析：由d ＝VS知，选项A 、C 会导致油膜面积偏小，会使d 偏大；选项B 、D 会使油酸体积偏小，分子直径d 偏小。
答案：AC3．（双选）一滴油酸酒精溶液含质量为m 的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S 。
已知纯油酸的摩尔质量为M 、密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式中正确的有( )A ．油酸分子的直径d ＝M ρSB ．油酸分子的直径d ＝m ρS C ．油酸所含的分子数n ＝m M N A D ．油酸所含的分子数n ＝M mN A解析：设油酸分子的直径为d ，则有dS ＝m ρ⇒d ＝mρS，故B 正确；设油酸所含的分子数为n ，则有n ＝m MN A ，故C 正确。
答案：BC4．在用油膜法估算分子大小的实验中，下列步骤中错误的是________。
(1)用酒精稀释油酸来配置油酸酒精溶液，油酸和溶液的比是1∶200。
(2)将油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，记下量筒内油酸酒精溶液的体积V 和滴入的油酸酒精溶液的滴数N ，反复试验三次，最后取平均滴数。
高考物理一轮总复习 专题13 热学 实验13 用油膜法估测分子的大小
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题眼：用“油膜法估测分子大小”的实验步骤是怎么
Hale Waihona Puke 样的？如何计算油膜的厚度？
• 变式1 油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液 中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中 的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中， 由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜
• ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘 在玻璃板上．
• 完成下列填空：
• (1)上述步骤中，正确的顺序是______________．(填写步 骤前面的数字)
• (2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液； 测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液 滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出 油酸分子的直径为________m．(结果保留1位有效数字)
• (3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比 较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确 的是________． • A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进 行计算
• B．计算油酸薄膜面积时，错将不完整的方格作为完整方 格处理
• C．计算油酸薄膜面积时，只数了完整的方格数 • D．水面上痱子粉撒得较多，油酸薄膜没有充分展开
• (3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒 中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n.
(4)根据 V0＝Vnn算出每滴油酸酒精溶液的体积 V0. (5)向浅盘里倒入约 2 cm 深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在 水面上． (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上． (7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜 的形状用彩笔画在玻璃板上． (8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面 积 S(求面积时以坐标纸上边长为 1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方 形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．
高三物理一轮复习《油膜法估测分子直径大小》学案
高三物理一轮复习《油膜法估测分子直径大小》复习案【学习目标】（1）用油膜法估测分子直径大小（2）加深对分子动理论的理解（3）学会间接测量微观量的方法【重点难点】实验操作的技巧和实验数据的分析计算.【使用说明与学法指导】先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。
【课前预习】一、请简述油膜法估测分子直径大小实验原理二、写出本实验的实验器材三、简述实验步骤【课内探究案】探究一实验操作技巧1、在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，首先用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数，算出一滴酒精油酸溶液的 ,然后再根据酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.以后的实验步骤如下：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.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；C．用浅盘装入约2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀的撒在水面上；D．用公式L=V/S求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。
上述实验步骤的合理顺序是。
3．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面积为S，则：(1)用以上物理量的符号表示计算分子直径大小的公式为：d＝________.(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________．A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开【拓展提升案】1、 (2010年辽宁抚顺模拟)某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器抽得上述溶液2 mL，现缓慢地滴出1 mL溶液，共有液滴数为50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘上，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图5所示)．试问：(1)这种估测方法是将每个分子视为________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的________．(2)右图中油酸膜面积为22400 mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________ mL；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m．(最后一空保留一位有效数字)2．利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3 cm3，形成的油膜面积为S＝0.7 m2，油的摩尔质量M0＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可精确测出阿伏加德罗常数N A是多少？(先列出文字计算式，再代入数据计算，只要求保留一位有效数字．)3、利用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面给出的实验步骤中，正确顺序为________．A．将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上B．用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NC．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S cm2D．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，滴一滴到浅盘中，一段时间后，油膜具有了稳定的形状。
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实验十三用油膜法估测分子的大小1．实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示分子的直径，如图乙所示，则d＝V S.图12．实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．3．实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差．(2)配制油酸酒精溶液，取纯油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500mL含1mL纯油酸的油酸酒精溶液．(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n .(4)根据V 0＝V nn 算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.(5)向浅盘里倒入约2cm 深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上．(6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．(7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．(8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(9)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝VS算出油酸薄膜的厚度d . (10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．1．数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容. 实验次数量筒内增加1mL 溶液时的滴数 轮廓内的小格子数 轮廓面积S 1234实验次数 一滴纯油酸的体积V 分子的大小(m) 平均值12342.注意事项(1)注射器针头高出水面的高度应在1cm之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．(2)待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；②酒精挥发后液面收缩．(3)当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的清洁．(4)本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可．命题点一教材原型实验例1在用单分子油膜估测分子大小的实验中，(1)某同学计算出的结果明显偏大，可能是由于( )A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴(2)在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油膜的近似轮廓如图2所示．图中正方形小方格的边长为1cm，根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________nm.图2答案 (1)AC (2)0.4解析 (1)分子直径d ＝V S ，计算出的结果明显偏大，若油酸未完全散开，面积减小，直径偏大，A 正确；若油酸中含有大量酒精，会使油膜面积偏大，直径偏小，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使油膜面积偏小，直径偏大，C 正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 溶液的滴数多记了10滴，会使液滴体积变小，直径偏小，D 错误．(2)油酸酒精溶液的浓度为11 000，一滴溶液中含有纯油酸的体积为1200×11 000mL ，形成油膜约占125个小格，即S ＝125×10－4 m 2，则油酸分子的直径d ＝VS ＝4×10－10 m ＝0.4 nm.1．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．将画有油酸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酸膜的面积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，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C ．用浅盘装入约2cm 深的水．D ．用公式d ＝VS，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小． 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不完整的，请指出：(1)________________________________________________________________________(2)________________________________________________________________________上述实验步骤的合理顺序是________．某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________．A ．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B ．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C ．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D ．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开答案 见解析解析 (1)C 步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉．(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目．实验步骤的合理顺序是CFBAED.由d ＝V S可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，故正确的说法是A 、C 、D.2．在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积．改正其中的错误：____________________________________________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL ，其形成的油膜面积为80cm 2，则估测出油酸分子的直径为________m.答案 (1)见解析 (2)6.0×10－10解析 (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差，故可在量筒内滴入N 滴该溶液，测出它的体积．③液面上不撒痱子粉或细石膏粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，故应先在液面上撒痱子粉或细石膏粉．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得d ＝V S ＝4.8×10－3×10－6×0.10%80×10－4 m ＝6.0×10－10 m.3．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL 溶液中有6mL 油酸．用注射器测得1mL 上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图3所示，坐标中正方形方格的边长为1cm ，试求：图3(1)油酸膜的面积是________；(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________；(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________．答案 (1)131cm 2 (2)8×10－6mL (3)6.1×10－10m解析 (1)根据题图，数得格子数(多于半个的算一个，不足半个的舍去)为131个，那么油膜面积是S ＝131×1 cm 2＝131 cm 2.(2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有75滴，1滴溶液的体积是175mL.又已知每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是V ＝6×175104 mL ＝8×10－6 mL. (3)油酸分子的直径为d ＝V S ＝8×10－6131cm ≈6.1×10－10 m. 命题点二 实验拓展创新例2 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法．(1)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，用移液管量取0.25mL 油酸，倒入标注250mL 的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL 的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图4甲所示．坐标中每个小正方形方格的大小为2cm ×2cm.由图可以估算出油膜的面积是______cm 2，由此估算出油酸分子的直径是______m(保留一位有效数字)．图4(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10－8m 的圆周而组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为________m(结果保留两位有效数字)．答案 (1)256 8×10－10 (2)9.4×10－10解析 (1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到油膜的面积S ＝64×2 cm ×2 cm ＝256 cm 2.溶液浓度为11 000，每滴溶液体积为1100 mL,2滴溶液中所含油酸体积为V ＝2×10－5 cm 3.油膜厚度即油酸分子的直径是d ＝V S≈8×10－10 m. (2)直径为1.43×10－8 m 的圆周周长为D ＝πd ≈4.49×10－8 m ，可以估算出铁原子的直径约为d ′＝4.49×10－848m ≈9.4×10－10 m.。