广东省惠州市高中物理第一章分子动理论第二节测量分子的大小导学案(无答案)粤教版选修3_3
2019-2020年高中物理第一章分子动理论第二节测量分子的大小自我小测粤教版选修3_3
测量分子的大小1将体积是10－6 cm3的油滴滴入水中，若散开形成一层单分子油膜，则油膜面积的数量级是( ) A．102 cm2 B．10－2 cm2C．106 cm2 D．108 cm22将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3溶液有50滴．现取一滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水中，油酸在水面上形成一单分子油膜层，已测出这一薄层的面积为0.2 cm2，由此可以估算出油酸分子的直径为多少…()A．5×10－10 m B．8×10－10 mC．5×10－8 m D．8×10－8 m3关于分子，下列说法中正确的是( )A．分子看作球体是对分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B．所有分子的直径都相同C．不同分子的直径一般不同，而且数量级也不一样D．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中一种方法4在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列哪些假设是实验的前提( )A．该油膜是单分子油膜B．在油膜中油酸分子是紧密排列的，分子间无间隙C．油酸分子只能是球形的D．实验时只能用痱子粉5利用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( )A．一滴油的质量和它的密度B．一滴油的体积和它的密度C．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积D．所成油膜的厚度和它的密度6用油膜法测定分子大小的实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油分子直径大小约为( )A.4Vπd2B.πd24VC.2Vπd2D.πd22V7设想将1 g水均匀分布在地球表面上，估算1 cm2的表面上有多少个水分子？(已知1 mol水的质量为18 g，地球的表面积约为5×1014 m2，结果保留一位有效数字，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1)8在做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104mL 溶液中有纯油酸6 mL ，用注射器测得1 mL 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的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm ，试求：(1)油酸膜的面积是多少？(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积．(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．9用油膜法测油酸分子直径的实验，测出的只是油酸分子直径的数量级，误差较大，试分析产生误差的主要原因及减小措施．参考答案1解析：根据S ＝V/D 可知，S ＝102 cm 2，A 正确．答案：A2解析：根据公式D ＝V/S ，D ＝1200×50×0.2×10－6 m ，可知A 正确． 答案：A3解析：把分子看作球体是一种简化模型，实际很复杂，A 正确．分子的直径一般不同，但是数量级是一致的，都为10－10 m ，所以B 、C 错误．油膜法只是测定分子大小的一种方法，所以D 正确．答案：AD4解析：在忽略分子间隙的情况下，油膜为单分子油膜．答案：AB5解析：用油膜法估测分子直径时，所用的计算公式是d ＝V S，式中V 、S 分别表示一滴油的体积和它散成单分子油膜的面积．答案：C6解析：油膜的面积为S ＝14πd 2，所以油分子直径为d ＝V S ＝4V πd2，故选A. 答案：A7解析：1 g 水的分子数N ＝m M NA ，1 cm 2的分子数n ＝N S S0≈7×103.(6×103～7×103均算对)答案：7×103个8解析：(1)由图示可知，油膜所占方格数约106个．那么油膜面积S ＝106×1 cm 2＝106 cm 2(2)由1 mL 溶液中有75滴，1滴溶液的体积为175mL ， 又每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ，175 mL 溶液中纯油酸的体积V ＝175×6104mL ＝8×10－6 mL. (3)油酸分子直径d ＝V S ＝8×10－6106cm ＝7.5×10－10 m. 答案：(1)106 cm 2(2)8×10－6 mL(3)7.5×10－10 m9解析：(1)油膜并不是严格的单层，且不是紧挨的．措施：让油膜尽量在水面上扩展，使尽量形成单层．实验中用尽量少的油滴，同时使水面稳定且阻力小；另外又得保证油膜不断裂，油分子基本上紧挨着，这就要求，一方面油酸酒精溶液配比科学，一方面痱子粉的撒放方式及数量科学．(2)油膜面积计算误差：坐标纸上的单位长度要尽量小，画油膜轮廓时要尽量准确，笔要细，确定轮廓要待稳定后．(3)纯油酸体积计算存在误差：一方面混合液配制过程会有误差，一方面酒精易挥发，不用很长时间浓度即会有变化，配制过程严格把握各个环节，配好即封存．答案：见解析．。
高中物理粤教版选修3-3课件1-2 测量分子的大小
＝0.0N5S%n×10－2 m＝0.0N5S%n cm.
课堂讲义
例2 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液 的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出 油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图1－2 －3所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm，则：
图1－2－3
课堂讲义
(1)油膜的面积是多少？ (2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？ 答案 (1)2.32×10－2m2 (2)1.2×10－5mL (3)5.2×10－10m
课堂讲义
解析 (1)油膜轮廓包围的方格数约58个，则油酸膜的面积 S＝58×(20×10－3)2m2＝2.32×10－2m2. (2)每滴溶液中含纯油酸的体积V＝510×1604 mL ＝1.2×10－5mL＝1.2×10－11m3 (3)油酸分子的直径d＝VS＝21..322××1100－－112 m ≈5.2×10－10m.
课堂讲义
一、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．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看 成 由 两 部 分 组 成 ： 一 部 分 是 C17H33— ， 另 一 部 分 是 —COOH. 其 中—COOH对水有很强的亲和力，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(其中的酒精溶于水中并很 快挥发)，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图1－2 －1(甲)所示．
课堂讲义
借题发挥 解答本题的关键是准确计算油膜所占的面积和纯油 酸的体积，数方格数时，不足半个格的舍去，大于半个格的算 一个即“四舍五入”.
粤教版高中物理3-3第一章分子动理论与统计思想导学案
第一章第一节物质由大量分子组成学习目标1、了解分子直径的数量级掌握阿伏加德罗常数2、阿伏加德罗常数的意义3、如何求分子质量和分子直径学习过程一、预习指导：1、分子的直径数量级为多少？对很小的分子，如何观察到其大小？2、什么是阿伏加德罗常数？3、已知某物质的摩尔质量M，则该物质一个分子的质量如何计算？已知水的摩尔质量M，密度为ρ，则一个水分子的直径如何计算二、课堂导学：※学习探究1、2摩尔的水和2摩尔的氧，哪个含有的分子数多？各含有多少个分子？2、已知水的摩尔质量为M=1.8*10—2kg/mol, 则质量为m=18Kg的水含有多少个水分子？并总结出物质含有分子数n的计算方法？（已知摩尔质量为M，质量m、阿伏加德罗常数N A3、已知某物质的摩尔质量M，则该物质一个分子的质量m0如何计算？4、已知某固体（或液化体）物质的摩尔质量M，密度为ρ，如何计算一个分子的直径d？※典型例题例：、已知水的密度为1.0*103kg/m3，水的摩尔摩尔质量为1.8*10—2kg/mol，求：1）1cm3的水中有多少个水分子？2）估算1个水分子的线度（即分子直径）有多大？三、总结提升：※学习小结物体是由大量分子组成的：①分子的体积很小，一般分子直径的数量级是________。
（2）叫阿伏加德罗常数，且N A=__________，（3）设，物体的质量为m，摩尔质量为M，体积为V；，摩尔体积为V M，密度为ρ则：该物质含有的总分子数为n= = 。
一个分子质量为m0=________ 一个分子体积为V0=________=________（4）测固体或液体分子直径方法：1、计出一个分子体积，即 V0=________=________ 2、把分子看成形，即：学习评价※自我评价你完成本节导学案的情况为（）.A. 很好B. 较好C. 一般D. 较差※当堂检测（时量：5分钟满分：10分）计分：1、下列哪一组数据可算出阿伏伽德常数（）A、铜的密度和质量B、铜的摩尔质量和铜原子的体积C、铜原子的质量和铜原子的体积D、铜原子的质量和铜的摩尔质量2、设0.1g氢气的分子数为N1，1g氮气的分子数为N2，1g氧气的分子数为N3，它们的分子数比较（）A、N1>N2>N3B、N3>N2>N1C、N1>N3>N2D、N1>N2=N33、只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体中分子间的平均距离（等于分子的直径）（）A．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量课后作业已知水的摩尔质量为M=18g/mol，密度为103kg/m3，（1）计算出1cm3水中的分子数（2）估算水分子的直径（3）估算一个水分子的质量和体积。
高中物理 1.2 测量分子的大小学案 粤教版选修
高中物理 1.2 测量分子的大小学案粤教版选修1、2 测量分子的大小学案（粤教版选修3-3）1、油膜法是一种粗略测定分子大小的方法，其方法是把一滴油酸酒精溶液滴到水面上，油酸分子在水面上散开，形成______________，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于____________、2、如果一滴溶液中纯油酸的体积为V，单分子油膜的面积为S，则分子的大小(即直径)为 L＝________、在此忽略了分子间的空隙、3、实验器材：注射器(或滴管)、________、浅盘、________________________、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、4、一般分子直径的数量级为________ m，由实验得到油酸分子大小的数量级是________ m，物理学中用各种不同方法测定分子的大小，用不同方法测出的分子大小________，但数量级________、5、下列不是油膜法粗略测定分子直径实验基础的是()A、把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B、让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C、油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸体积除以油膜的面积D、油酸分子直径的数量级是10－15 m6、某种油剂的密度为8102 kg/m3，若不慎将0、8 kg这种油剂漏到湖水中并形成单分子油膜，则湖面受污染面积约为( )A、10－3 m2B、107 cm2C、10 km2D、10－10 m27、采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是()A、1滴油的质量和它的密度B、1滴油的体积和它的密度C、1滴油的体积和它散成油膜的最大面积D、所散成的油膜的厚度和它的密度【概念规律练】知识点一油膜法测分子大小的原理1、在用油膜法测量分子的大小的实验中，下列说法正确的是()A、油酸可以用汽油代替，因为汽油也不溶入水而能溶入酒精B、可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中C、可以用汽油代替酒精，因为油酸能溶入汽油D、因为不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜，因此实验时用油酸2、将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液、已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0、2 m2，由此可估测油酸分子的直径约为____________ m、知识点二油膜法测分子直径的步骤3、在用油膜法估测分子直径的实验中，下列步骤错误的是________(并指出错在什么地方)、(1)用酒精稀释油酸来配置油酸酒精溶液，油酸对溶液的比是1∶200、(2)将油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，记下量筒中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、则一滴油酸酒精溶液的体积为V1＝、(3)将水倒入塑料浅盘，水深约1 cm～2 cm，或达盘深的一半即可、(4)将石膏粉(或痱子粉)均匀的撒在水面上，目的为了便于看清油膜、(5)用注射器(或滴管)将配好的油酸酒精溶液在浅盘中央水面上方约1 cm处，滴一滴稀释的油酸溶液、(6)将有机玻璃迅速盖在浅盘上，并用水彩笔在有机玻璃上描绘出油酸薄膜的轮廓图、(7)将有机玻璃放在坐标纸上，计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、(8)根据d＝即可计算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的直径、(9)清理好有机玻璃及浅盘，使表面没有油酸残留，将仪器整理好，归位、(10)处理实验数据，填好记录表、4、用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作正确的是()A、将纯油酸直接滴在水面上B、向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，读出其体积C、用试管向水面倒油酸溶液少许D、在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数参考答案课前预习练1、单分子油膜分子直径2、3、量筒带方格的透明塑料盖板4、10－10 10－10 不同相同5、D6、C [根据m＝ρV＝ρSD得湖面受污染面积S＝＝ m2＝107 m2＝10 km2，故选C、]7、C [根据油膜法测定分子直径的原理d＝，只需测量油滴的体积和它散成油膜的最大面积(单分子油膜)、]课堂探究练1、D [因为汽油易挥发，滴在水面上的汽油将很快挥发，而且汽油也不象油酸分子一端有亲水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成单分子油膜，故A选项错，为了使水面上的油酸体积尽量小，应该向水中滴上一滴溶液，而不是用量筒倒入，所以B选项错、因为汽油不溶于水，将油酸汽油溶液滴入水面上时，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合适的，故C 选项错、由于各种油的分子不是都和油酸分子一样有憎水端和亲水端，有的油分子间有较大的粘连作用，不容易在水面上分开，所以不一定能在水面形成单分子油膜，故D选项正确、]方法总结此实验成功的关键是形成单分子油膜，所以：①选用一端有亲水性，一端有憎水性的油酸、②将油酸稀释便于控制滴入水面的油酸量(0、1 mL的纯油酸在水面上形成单分子油膜面积就能达到7 m2－8 m2)、2、510－10解析本题考查用油膜法估测分子直径，解决本题的关键是先推算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，再应用d＝进行计算、1 cm3溶液中油酸体积为V′＝ cm3，1滴溶液中油酸体积为：V＝V′＝110－4 cm3＝110－10m3，由于油酸在水面上形成单分子油膜，油膜厚度即为油酸的直径，因此油酸分子的直径为：d＝＝ m＝510－10 m、方法总结油膜法测分子直径应将分子看成小球，且紧密排列，形成的油膜为(油酸)单分子层，即油膜厚度为(油酸)分子直径、3、错误的是(6)(8)、(6)有错，将玻璃板轻放在浅盘上，等待油膜面积不再变化后再用水彩笔描出油膜轮廓；(8)有错，应用纯油酸体积比上油膜面积、解析本题主要考查油膜法测分子直径的实验步骤，解决本题的关键是熟练掌握实验的每一步，及实验注意事项、4、B [油酸应先稀释成油酸酒精溶液，然后取一滴溶液滴在浅盘里，目的是形成单分子油膜，故A、C错，B对；计算油膜面积数格数时应让占到方格一半以上的为一个，少于半个的忽略，故D错、]。
高中物理 第一章 分子动理论 第二节 测量分子的大小自
测量分子的大小1将体积是10－6cm3的油滴滴入水中，若散开形成一层单分子油膜，则油膜面积的数量级是( )A．102 cm2 B．10－2 cm2C．106 cm2 D．108 cm22将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3溶液有50滴．现取一滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精溶于水中，油酸在水面上形成一单分子油膜层，已测出这一薄层的面积为0.2 cm2，由此可以估算出油酸分子的直径为多少…() A．5×10－10 m B．8×10－10 mC．5×10－8 m D．8×10－8 m3关于分子，下列说法中正确的是( )A．分子看作球体是对分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B．所有分子的直径都相同C．不同分子的直径一般不同，而且数量级也不一样D．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中一种方法4在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列哪些假设是实验的前提( )A．该油膜是单分子油膜B．在油膜中油酸分子是紧密排列的，分子间无间隙C．油酸分子只能是球形的D．实验时只能用痱子粉5利用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( )A．一滴油的质量和它的密度B．一滴油的体积和它的密度C．一滴油的体积和它散成油膜的最大面积D．所成油膜的厚度和它的密度6用油膜法测定分子大小的实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油分子直径大小约为( )A.4Vπd2B.πd24VC.2Vπd2D.πd22V7设想将1 g水均匀分布在地球表面上，估算1 cm2的表面上有多少个水分子？(已知1 mol水的质量为18 g，地球的表面积约为5×1014 m2，结果保留一位有效数字，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1)8在做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104mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL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的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm，试求：(1)油酸膜的面积是多少？(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积．(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．9用油膜法测油酸分子直径的实验，测出的只是油酸分子直径的数量级，误差较大，试分析产生误差的主要原因及减小措施．参考答案1解析：根据S＝V/D可知，S＝102 cm2，A正确．答案：A2解析：根据公式D＝V/S，D＝1200×50×0.2×10－6 m，可知A正确．答案：A3解析：把分子看作球体是一种简化模型，实际很复杂，A正确．分子的直径一般不同，但是数量级是一致的，都为10－10m，所以B、C错误．油膜法只是测定分子大小的一种方法，所以D正确．答案：AD4解析：在忽略分子间隙的情况下，油膜为单分子油膜．答案：AB5解析：用油膜法估测分子直径时，所用的计算公式是d ＝V S，式中V 、S 分别表示一滴油的体积和它散成单分子油膜的面积．答案：C6解析：油膜的面积为S ＝14πd 2，所以油分子直径为d ＝V S ＝4V πd 2，故选A. 答案：A7解析：1 g 水的分子数N ＝m M NA ，1 cm 2的分子数n ＝N S S 0≈7×103.(6×103～7×103均算对)答案：7×103个8解析：(1)由图示可知，油膜所占方格数约106个．那么油膜面积S ＝106×1 cm 2＝106 cm 2(2)由1 mL 溶液中有75滴，1滴溶液的体积为175mL ， 又每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL ，175 mL 溶液中纯油酸的体积V ＝175×6104 mL ＝8×10－6 mL.(3)油酸分子直径d ＝V S ＝8×10－6106cm ＝7.5×10－10 m. 答案：(1)106 cm 2(2)8×10－6 mL(3)7.5×10－10 m9解析：(1)油膜并不是严格的单层，且不是紧挨的．措施：让油膜尽量在水面上扩展，使尽量形成单层．实验中用尽量少的油滴，同时使水面稳定且阻力小；另外又得保证油膜不断裂，油分子基本上紧挨着，这就要求，一方面油酸酒精溶液配比科学，一方面痱子粉的撒放方式及数量科学．(2)油膜面积计算误差：坐标纸上的单位长度要尽量小，画油膜轮廓时要尽量准确，笔要细，确定轮廓要待稳定后．(3)纯油酸体积计算存在误差：一方面混合液配制过程会有误差，一方面酒精易挥发，不用很长时间浓度即会有变化，配制过程严格把握各个环节，配好即封存．答案：见解析．。
高中物理 第1章 第2节 测量分子的大小学案 粤教版选修33
第一章分子动理论第二节测量分子的大小1．理解用油膜法测量分子大小的原理，学会利用宏观量测定微观的数量级的方法．2．通过用油膜法测定分子大小的实验，学会用理想化模型来处理实际问题．3．通过探究学习培养学生的创新思维和严谨、求实的科学素养．1．实验器材．序号器材名称备注1已稀释的油酸若干毫升体积比为1∶2002浅盘1只30 cm×40 cm3注射器(或滴管)1支4带方格的透明塑料盖板1块(续上表)5量筒1个6彩色水笔1支7痱子粉(或石膏粉)带纱网或粉扑2.实验原理．通过测量某些宏观量的数值来估算分子的大小．油膜法是粗测分子大小的一种方法，一般选油酸(密度小于水，浮在水面)，油酸分子式为C17H33COOH，它的构成中的羧基—COOH对水具有很强的亲和力，另一部分—C17H33对水没有亲和力而浮在水面，因此油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为紧密排列的小球，若测出一定体积的油酸体积及在水面上形成的单分子油膜面积，即可用d ＝V S估算出油酸分子的直径大小． 3．实验步骤．(1)用注射器或滴管将老师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，如图所示．(2)如图所示，在水平放置的浅盘倒入约2 cm 深的水，用纱网(或粉扑)将适量痱子粉轻轻撒在水面上．(3)如图所示，用滴管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，在浅盘上盖上塑料盖板，用彩笔描出油膜的边缘轮廓．4．数据处理．(1)将画有油酸薄膜轮廓的塑料盖板放在坐标纸上，如图所示，算出油酸薄膜的面积S .(2)由步骤(1)中的数据计算出每滴油酸酒精溶液体积的平均值，再由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．5．注意事项．(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．(2)实验前应练习好滴法．(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复，第二是酒精挥发后液面收缩．(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好．(6)求油膜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．(7)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．1．(多选)用油膜法测分子大小时，采用的理想化条件是(AB )A ．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B ．把形成单分子油膜的分子看做紧密排列的球形分子C ．把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D ．将单分子视为立方体模型解析：由用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V的油膜液滴滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝VS，这显然是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d＝VS中，并没有将分子间隙所占体积除外，所以，本题的正确选项应为A、B.2．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有(C)A．只有量筒 B．只有坐标纸C．量筒和坐标纸 D．不再缺仪器解析：测量1滴油酸酒精溶液的体积时，需将注射器内的溶液滴入量筒，而不是滴入原溶液，以防由于酒精挥发导致浓度降低；形成单分子油膜后，要借助坐标纸测量油膜面积，故C正确．3．用油膜法测出分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的(B)A．摩尔质量 B．摩尔体积C．体积 D．密度解析：假设油酸分子为球形，则每个分子的体积V＝43π·⎝⎛⎭⎪⎫d23，则N A＝V molV.由以上两式可求出N A，故应选B.4．在用油膜法测量分子的大小的实验中，下列说法正确的是(D)A．油酸可以用汽油代替，因为汽油也不溶入水而能溶入酒精B．可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中C．可以用汽油代替酒精，因为油酸能溶入汽油D．不溶入水的各种油不一定能在较短时间内在水面上形成单分子油膜解析：因为汽油易挥发，滴在水面上的汽油将很快挥发，而且汽油也不像油酸分子一样一端有亲水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成单分子油膜，故A选项错．为了使水面上的油酸体积尽量小，应该向水中滴上一滴溶液而不是用量筒倒入，所以B选项错．因为汽油不溶于水，将油酸汽油溶液滴入水面上时，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合适的，故C选项错．由于各种油的分子不是都和油酸分子一样有憎水端和亲水端，有的油分子间有较大的粘连作用，不容易在水面上散开，所以不一定能在水面形成单分子油膜，故D选项正确．5．(多选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是(AB)A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积D ．油酸分子直径的数量级是10－15 m解析：油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为膜的厚度，它等于滴在水面上的纯油酸的体积除以油膜的面积，而酒精已溶于水或挥发，故A 、B 对，C 错，油酸分子直径的数量级为10－10 m ，故D 错．6．关于分子，下列说法中正确的是(C )A ．分子是球形的，就像我们平时的乒乓球有弹性，只不过分子非常非常小B ．所有分子的直径都相同C ．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致D ．测定分子大小的方法只有油膜法一种方法解析：分子的形状非常复杂，为了研究和学习方便，把分子简化为球形，实际上不是真正的球形，故A 项错误；不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致，为10－10 m ，故B 错、C 对；油膜法只是测定分子大小的一种方法，还有其他方法，如扫描隧道显微镜观察法等，故D 错误．7．用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作正确的是(B )A ．将纯油酸直接滴在水面上B ．向量筒中滴100滴酒精油酸溶液，读出其体积C ．用试管向水面倒油酸溶液少许D ．在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数解析：油酸应先稀释成酒精油酸溶液，然后取一滴溶液滴在浅盘里，目的是形成单分子油膜，故A 、C 错，B 对；计算油膜面积时应数占到方格一半以上为一个，少于半个忽略，故D 错．8．“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2 cm 深的水．D ．用公式d ＝V S，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小． 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步骤不完整，请指出：(1)________________________________________________________________________．(2)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 上述实验步骤的合理顺序是____________．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)C步骤中，要在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉(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CFBAED9．将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液．已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子薄层，测出这一薄层面积为0.2 m2，由此可估算出油酸分子的直径约为________________________________________________________________________ m.解析：每一滴油酸酒精溶液的体积V′＝150cm3＝0.02 cm3，一滴溶液中含纯油酸的体积V＝V′×1200＝10－4 cm3＝10－10 m3，故油酸分子的直径d＝5×10－10 m.答案：5×10－10 m10．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm.(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)解析：(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．(2)由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d，则有180×0.61 000×10－6 m3＝120×1×10－4d，解得：d＝6.3×10－10m．(6.2×10－10 m～6.4×10－10 m都对．)答案：(1)为使油膜形成单分子油膜(2)6.3×10－10 m。
高中物理第一章分子动理论第二节测量分子的大小训练粤教版选修3-3(2021年整理)
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第二节测量分子的大小A级抓基础1．在“油膜法估测分子的直径"实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是( ）A．等效替代法B．控制变量法C．理想模型法D．比值定义法解析：应用油膜法测分子直径，其实验的原理是将油酸分子看成是球形的，测出油的体积，然后让油在水面上形成单分子油膜，测出油膜的面积，油的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度，即油分子的直径．该方法采用了理想模型法．答案:C2．下列说法不是用油膜法粗测分子直径实验依据的是( )A．将油膜看成单分子油膜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．将油膜分子看成球形解析：该实验的原理就是将油酸分子视为球形，且认为是一个一个紧挨着单层分布,即不考虑分子间的间隙．即C不正确．答案：C3．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，以下几个主要的操作步骤相应要获得的实验数据是a．配制油酸酒精溶液时，必须记录并算出__________________．b．用滴管取配制好的油酸酒精溶液,然后逐滴滴入量筒中……这一步骤是为了测出__________________________________．c．用滴管将配制好的油酸酒精溶液在水面上滴入1滴，待水面上形成的油膜的形状稳定后……这一步骤是为了测出__________________________________________________________________.解析：要测出一滴油酸酒精溶液中的油酸的体积，必须测出一滴油酸酒精溶液的体积和油酸酒精溶液的浓度．故步骤a、b、c横线上对应的内容是a．油酸酒精溶液的浓度(或每毫升油酸酒精溶液中油酸的体积）．b．一滴油膜酒精溶液的体积(或n滴油酸酒精溶液的总体积)．c．一滴油酸酒精溶液中的油酸形成的单分子油膜的面积．答案：见解析4．将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的酒精油酸溶液．已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴酒精油酸溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此可估测油酸分子的直径是________m。
【2019-2020】高中物理第一章分子动理论第二讲测量分子的大小教案粤教版选修3_3
教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第一章分子动理论第二讲测量分子的大小教案粤教版选修3_3撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________[目标定位] 1.理解用油膜法测量分子大小的原理，学会利用宏观量测定微观的数量级的方法.2.通过用油膜法测定分子大小的实验，学会用理想化模型来处理实际问题.3.通过探究学习培养学生的创新思维和严谨、求实的科学素养.一、实验原理1.理想化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块油酸薄膜，薄膜是由单层的油酸分子组成的.2.模型化：在估测油酸分子大小的数量级时，可以把它简化为球形，认为油膜的厚度就是油酸分子的直径.3.测量：油膜的厚度就等于油酸分子的直径，即d＝.二、实验器材注射器(或滴管)、小量筒、浅盘、玻璃板、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、坐标纸.一、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.油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH.其中—COOH对水有很强的亲和力，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(其中的酒精溶于水中并很快挥发)，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图1甲所示.其中C17H33—部分冒出水面，而—COOH 部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如图乙所示.图1实验中如果算出一定体积的纯油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S，即可估算出油酸分子直径的大小d＝.二、实验器材已稀释的油酸若干毫升(体积配比为1∶200)；浅盘一只(30cm×40cm)；注射器(或滴管)1支；带方格的透明塑料盖板1块；量筒1个；彩色水笔1支；痱子粉(或石膏粉)(带纱网或粉扑).三、实验与收集数据(1)用注射器或滴管将老师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1mL)时的滴数.计算出每滴液滴体积的平均值，如图2(A).图2(2)如图(B)所示，在水平放置的浅盘内倒入约2cm深的水，用纱网(或粉扑)将适量痱子粉轻轻撒在水面上.(3)如图(C)所示，用滴管将一滴油酸溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，在浅盘上盖上塑料盖板，用彩笔描出油膜的边缘轮廓，如图(D)所示.(4)将画有油酸薄膜轮廓的塑料板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.(5)根据老师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＝，即油酸分子的大小.(6)洗涤浅盘，擦去塑料盖板上的油膜轮廓线，重复实验2～3次.四、分析与论证1.数据处理在利用公式d＝计算时(1)式中的V是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积.计算方法是：设n 滴油酸酒精溶液是1mL，则每1滴的油酸酒精溶液的体积是mL，事先知道配制溶液的浓度为η，则1滴溶液中的纯油酸体积V＝·ηmL. (2)式中的S是滴入水中后纯油酸形成的油膜面积，其大小用坐标纸上对应的格数来计算，数格时，不足半个的舍去，多于半个的算1个. 2.实验结论分析得到的实验数据，可得出这样的结论：油酸分子直径的数量级是10－10m.五、注意事项1.痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可.2.滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大.3.待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓.4.利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数时，大于半个的均算一个.5.当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面会残留油酸，用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁.例1 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0.1mL的量筒、盛有适量清水的45×50cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、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%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数NB.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，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC.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1cm 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Scm2(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小cm.答案(1)见解析(2)0.05%nNS解析(1)由步骤D即可提示出，步骤C应该是：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)d＝＝m＝×10－2m＝cm.例2 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图3所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，则：图3(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？答案(1)2.32×10－2m2 (2)1.2×10－11m3(3)5.2×10－10m解析(1)油膜轮廓包围的方格数约58个，则油酸膜的面积S＝58×(20×10－3)2m2＝2.32×10－2m2.(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V＝×mL＝1.2×10－5mL＝1.2×10－11m3(3)油酸分子的直径d＝＝m≈5.2×10－10m.借题发挥解答本题的关键是准确计算油膜所占的面积和纯油酸的体积.数方格数时，不足半个格的舍去，大于半个格的算一个，即“四舍五入”.1.用油膜法测分子大小时，采用的理想化条件是( )A.把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B.把形成单分子油膜的分子看做紧密排列的球形分子C.把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D.油酸酒精溶液中的酒精完全溶于水答案AB解析由用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V的油膜液滴滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝，这显然是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d＝中，并没有将分子间隙所占体积除外，D 项中酒精也可以挥发掉一部分，是否完全溶于水对本实验无影响.本题的正确选项应为A、B.2.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm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.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1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液，测得1cm3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0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为m.(结果保留1位有效数字)答案(1)④①②⑤③(2)5×10－10解析(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃板上，根据d＝计算.(2)一滴溶液中含油酸体积V＝×m3，故d＝≈5×10－10m.(时间：60分钟)题组一实验原理及步骤1.有关用油膜法估测分子直径的理想条件错误的是( )A.将油酸分子看成球体B.考虑各油酸分子间的间隙C.认为油酸分子是紧密排列的D.将油膜看成单分子油膜答案B2.“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，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上.C.用浅盘装入约2cm深的水.D.用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小.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步骤不完整，请指出：(1).(2).上述实验步骤的合理顺序是.答案(1)C步骤中，要在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉(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C、F、B、A、E、D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.题组二数据处理与误差分析3.某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( )A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量的酒精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，1mL的溶液的滴数多记了10滴答案AC解析油酸分子直径d＝.计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使S变小，d变大，C正确；若求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，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，只需要知道油酸的( )A.摩尔质量B.摩尔体积C.体积D.密度答案B解析知道分子直径后，可以求出分子的体积V0＝π()3＝πd3，若再知道摩尔体积，即可求出NA，即NA＝.5.某种油剂的密度为8×102kg/m3，取这种油剂0.8g滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为( )A.10－10m2B.104m2C.1010cm2D.104cm2答案B解析由d＝，得S＝＝＝m2＝104m2.6.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，若已知油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA，以上各量均为国际单位，那么( )A.油滴分子直径d＝Mρ·SB.油滴分子直径d＝mρ·SC.油滴所含分子数n＝·NAD.油滴所含分子数n＝·NA答案BC解析由油膜法得分子直径d＝＝mρS故B正确，A错误.又n＝n′·NA＝·NA故C正确，D错误.7.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是( )A.用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的溶液至1毫升，记下滴数n，则1滴溶液含纯油酸的体积V＝mLB.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形答案B解析A项在计算一滴溶液中含纯油酸体积时忘记乘以溶液的浓度，故A项说法错误；B项的做法是正确的；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C项错；D项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸体积测量误差增大.8.利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数.若已知n滴油的总体积为V，一滴油形成的油膜面积为S，这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V＝πR3)( )A.d＝，NA＝B.d＝，NA＝6μn3S3πρV3C.d＝，NA＝D.d＝，NA＝6μn3S3ρV3答案B解析一滴油体积为，故直径d＝；油的摩尔体积为Vmol＝，一个油分子的体积为V0＝πd3＝，故NA＝＝，故B正确.9.2010年5月5日，美国墨西哥湾原油泄漏事件引起了国际社会的高度关注，墨西哥湾沿岸生态环境正在遭遇“灭顶之灾”，相关专家指出，污染可能导致墨西哥湾沿岸1000英里长的湿地和海滩被毁，渔业受损，脆弱的物种灭绝.若在海洋中泄漏1t原油可覆盖12km2的海面，则油膜厚度大约是分子直径数量级的倍.(已知原油的密度为0.91×103kg/m3，结果保留一位有效数字)答案9×102解析原油的体积V＝＝m3，则形成的油膜厚度就应为d＝＝m≈9×10－8m，＝9×102，所以约是分子直径数量级的9×102倍.10.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M＝0.283kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103kg·m－3.若100滴油酸的体积为1mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是m2.(取NA＝6.02×1023mol－1，球的体积V与直径D的关系为V＝πD3，结果保留两位有效数字)答案10解析一个油酸分子的体积V＝，又V＝πD3，得分子直径D＝36MπρNA最大面积S＝，解得S＝10m2.11.中央电视台的一档美食节目，教给大家一种快速辨别真假香油的方法：将购买的香油滴在水面上，能迅速散开形成透明油膜的为真货.由此小明同学联想到“用油膜法估测油酸分子大小”这一实验，想通过类似方法测定一滴香油形成的油膜的厚度，于是借助“油膜法估测油酸分子大小”的实验器材得到了一滴香油的油膜轮廓图，如图1所示，已知一滴香油的体积约为10－2cm3，方格边长为2cm，试求该油膜的厚度.(结果保留三位有效数字)图1答案 2.08×10－7m解析由题图知该油膜面积S＝120×4×10－4m2＝4.8×10－2m2，d＝＝m≈2.08×10－7m.。
广东省惠州市高中物理分子动理论第二节测量分子的大小导学案无解答粤教版
第二节 测量分子的大小班级 姓名 学号 评价【自主学习】一、 学习目标1．知道和理解油膜法测定分子大小的原理和方法．2．掌握实验器材，理解实验步骤．3．学会实验数据的收集和处理方法．二、 重点难点1．油膜法测定分子大小的原理及利用其进行的计算．2．实验数据的收集和处理方法的理解．三、 问题导学1． 测量分子的大小可以用什么方法？2． 实验需要什么器材？测哪些物理量？如何测量？3． 实验数据如何处理？四、自主学习（阅读课本P5-6页，《金版学案》P5-7预习篇，考点1、2、3）五、 要点透析 在实验中由d ＝V /S 计算分子的直径，“V ”是经过换算后一滴油酸溶液中纯油酸的体积．各物理量的计算方法如下：(1)一滴油酸溶液的体积:V ′＝V 液2N ⎝ ⎛⎭⎪⎫ N 为滴数，V 液2为N 滴油酸溶液的体积. (2)一滴油酸溶液中纯油酸所占体积:V ＝V ′×V 油V 液1⎝ ⎛⎭⎪⎫ V 油为纯油酸体积，V 液1为油酸溶液的总体积. (3)油酸薄层的面积S ＝na 2(n 为有效格数，a 为小格的边长)．(4)分子直径d ＝V S.(5)注意单位的统一．【预习自测】 1．油膜法是一种粗略测定分子大小的方法，其方法是把一滴油酸酒精溶液滴到水面上，油酸分子在水面上散开，形成________________，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于____________． 2．如果一滴溶液中纯油酸的体积为V ，单分子油膜的面积为S ，则分子的大小(即直径)为 D ＝________.在此忽略了分子间的空隙． 3．实验器材：注射器(或滴管)、________、浅盘、________________________、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔． 4．一般分子直径的数量级为________ m ，由实验得到油酸分子大小的数量级是________ m ．物理学中用各种不同方法测定分子的大小，用不同方法测出的分子大小________，但数量级________． 5．采有油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( ) A ．1滴油的质量和它的密度 B ．1滴油的体积和它的密度 C ．1滴油的体积和它散成油膜的最大面积 D ．所散成的油膜的厚度和它的密度 第二节 测量分子的大小【巩固拓展】1． 用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的( )A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．体积D ．密度2．用油膜法估测分子的大小，方法及实验步骤如下：①向体积V 油＝1 ml 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30～40 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，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸膜的形状．⑤描出的轮廓如图所示，数出轮廓范围内正方形的个数N ，正方形边长l ＝20 mm.根据以上信息，回答下列问题(有数值计算的问题，先用信息中字母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果)(1)步骤③中应填写：_____ _______.(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V纯是多少毫升？(3)油酸分子的直径是多少米？第二节测量分子的大小班级姓名学号评价●【课堂检测】一、用油膜法估测分子大小1．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、分度值为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、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水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，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.(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小________(单位：cm)．二、油膜法测分子大小实验的误差分析2．(双选)某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，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．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数错误地多记了10滴●【互动研讨】1．在本实验中能不能直接把纯油酸滴在水面上，为什么要稀释油酸？酒精的作用是什么？2．本实验能否测出阿伏加德罗常数？第二节测量分子的大小班级姓名学号评价【当堂训练】1．（多选）用油膜法估测分子的直径时，必须假设的前提是( )A．将油酸分子看成球形分子B．认为油酸分子之间不存在间隙C．把油膜看成单分子油膜D．考虑相邻油酸分子的相互作用力2．把V1 mL的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2 mL的油酸酒精溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴．取一滴溶液滴入水中，最终在水面上形成S cm2的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为( )A.V1NV2Sm B.NV2V1SmC.V2NV1Scm D.V1NV2Scm3．(单选)用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作错误的有( ) A．酒精油酸溶液的浓度应以小于1/1000为宜B．注射器针头高出水面的高度应在1 m以上C．从盘的中央加痱子粉，使痱子粉自动扩散至均匀D．计算油膜面积时，不足半个的舍去，多于半个的算一个学习心得：。
2020_2021学年高中物理第一章分子动理论第2节测量分子的大小教案粤教版选修3_3
第二节：单分子油膜法测分子大小【教学设计思路】本节课的内容是学生感知分子大小和用间接的方法测量微观物理量的一个重要实验，教学重点在两个方面，一是用宏观的方法间接测量微观物理量的实验方法，由黄豆大小的测量到分子的大小。
二是实验测量分子大小，注意事项，以问题带思路进行合理的实验设计。
让学生自己动手完成实验，测得分子直径，增加对分子大小的感性认识。
【教材分析】本实验是高中物理教学大纲的必修内容，除了具有一定的操作技巧外，在引导学生体会用宏观手段测量微观量方法，组织学生进行交流讨论，培养学生的创新意识、探究能力以及与他人合作的意识和能力等方面，均具有较大的拓展空间。
【教学目标】一、知识与技能掌握本实验的实验原理及所需要的器材，了解实验注意事项；学会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及油膜的面积；会计算分子的大小，处理好实验数据。
二、过程与方法1、认识构建物理模型的思想方法2、学习用宏观测量手段来探究微观物理量的方法三、情感态度与价值观以生活中的实例入手并以此为基础进行教学，培养“生活是科学之源泉”的情感；教学中以实验事实和学生的体验为基础，以“用事实说话”之教学培养“实事求是”之态度；启发学生去感受人类与科学、科学与社会的相互作用，体会物理学的价值【教学重点】1、用油膜法测量分子的大小；2、用间接的方法测量微观物理量的方法。
【教学难点】1、原理中的物理量如何测量；2、实际操作过程熟练程度及技巧问题（1、石膏粉比痱子粉效果好，2、石膏粉装在袜子里撒的均匀）。
【教学器材】试剂瓶中装有10 ml体积比1：500刚配置不久的油酸酒精溶液；装有清水塑料盒套装（实验配置盒）；玻璃盖板1块；石膏粉（装入丝袜中，）；玻璃杯、彩笔。
【教学过程】教学环节教学资源学生活动教师活动设计意图创设情境，引入课题展示分子的图片，知道组成物质的分子非常小，引出课题“测量分子的大小”通过对情景的观察和思考，知道分子非常小，产生测量分子大小的需求。
高中物理 第一章 分子动理论 第二讲 测量分子的大小教案 粤教版选修33
第二讲测量分子的大小[目标定位] 1.理解用油膜法测量分子大小的原理，学会利用宏观量测定微观的数量级的方法.2.通过用油膜法测定分子大小的实验，学会用理想化模型来处理实际问题.3.通过探究学习培养学生的创新思维和严谨、求实的科学素养.一、实验原理1.理想化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块油酸薄膜，薄膜是由单层的油酸分子组成的.2.模型化：在估测油酸分子大小的数量级时，可以把它简化为球形，认为油膜的厚度就是油酸分子的直径.3.测量：油膜的厚度就等于油酸分子的直径，即d＝V S .二、实验器材注射器(或滴管)、小量筒、浅盘、玻璃板、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、坐标纸.一、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.油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH.其中—COOH对水有很强的亲和力，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(其中的酒精溶于水中并很快挥发)，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图1甲所示.其中C17H33—部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如图乙所示.图1实验中如果算出一定体积的纯油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S ，即可估算出油酸分子直径的大小d ＝VS. 二、实验器材已稀释的油酸若干毫升(体积配比为1∶200)；浅盘一只(30cm×40cm)；注射器(或滴管)1支；带方格的透明塑料盖板1块；量筒1个；彩色水笔1支；痱子粉(或石膏粉)(带纱网或粉扑).三、实验与收集数据(1)用注射器或滴管将老师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1mL)时的滴数.计算出每滴液滴体积的平均值，如图2(A).图2(2)如图(B)所示，在水平放置的浅盘内倒入约2cm 深的水，用纱网(或粉扑)将适量痱子粉轻轻撒在水面上.(3)如图(C)所示，用滴管将一滴油酸溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，在浅盘上盖上塑料盖板，用彩笔描出油膜的边缘轮廓，如图(D)所示.(4)将画有油酸薄膜轮廓的塑料板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S .(5)根据老师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. (6)洗涤浅盘，擦去塑料盖板上的油膜轮廓线，重复实验2～3次. 四、分析与论证 1.数据处理在利用公式d ＝V S计算时(1)式中的V 是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积.计算方法是：设n 滴油酸酒精溶液是1mL ，则每1滴的油酸酒精溶液的体积是1nmL ，事先知道配制溶液的浓度为η，则1滴溶液中的纯油酸体积V ＝1n·ηmL.(2)式中的S 是滴入水中后纯油酸形成的油膜面积，其大小用坐标纸上对应的格数来计算，数格时，不足半个的舍去，多于半个的算1个. 2.实验结论分析得到的实验数据，可得出这样的结论：油酸分子直径的数量级是10－10m.五、注意事项1.痱子粉不要撒得太多，只要能够帮助看清油膜边界即可.2.滴入油酸溶液时，一定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大.3.待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓.4.利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数时，大于半个的均算一个.5.当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面会残留油酸，用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁.例1 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0.1mL 的量筒、盛有适量清水的45×50cm 2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、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%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL 油酸酒精溶液时的滴数NB.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，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC.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1cm 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 cm 2(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小cm. 答案 (1)见解析 (2)0.05%n NS解析 (1)由步骤D 即可提示出，步骤C 应该是：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)d ＝V S ＝1×10－6×0.05%×n NS ×10－4m＝0.05%n NS ×10－2m ＝0.05%n NScm.例2 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸6mL ，用注射器测得1mL 上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图3所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm ，则：图3(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？ 答案 (1)2.32×10－2m 2(2)1.2×10－11m 3(3)5.2×10－10m解析 (1)油膜轮廓包围的方格数约58个，则油酸膜的面积S ＝58×(20×10－3)2m 2＝2.32×10－2m 2.(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V ＝150×6104mL＝1.2×10－5mL ＝1.2×10－11m 3(3)油酸分子的直径d ＝V S ＝1.2×10－112.32×10－2m≈5.2×10－10m.借题发挥 解答本题的关键是准确计算油膜所占的面积和纯油酸的体积.数方格数时，不足半个格的舍去，大于半个格的算一个，即“四舍五入”.1.用油膜法测分子大小时，采用的理想化条件是( ) A.把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜 B.把形成单分子油膜的分子看做紧密排列的球形分子 C.把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙 D.油酸酒精溶液中的酒精完全溶于水 答案 AB解析 由用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V 的油膜液滴滴在水面上，形成面积为S 的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d ＝VS，这显然是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d ＝V S中，并没有将分子间隙所占体积除外，D 项中酒精也可以挥发掉一部分，是否完全溶于水对本实验无影响.本题的正确选项应为A 、B.2.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40cm 的浅盘里倒入约2cm 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. 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1cm 3的油酸溶于酒精，制成300cm 3的油酸酒精溶液，测得1cm 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0.13m 2.由此估算出油酸分子的直径为m.(结果保留1位有效数字) 答案 (1)④①②⑤③ (2)5×10－10解析 (1)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃板上，根据d ＝V S 计算.(2)一滴溶液中含油酸体积V ＝1×10－650×1300m 3，故d ＝V S≈5×10－10m.(时间：60分钟)题组一 实验原理及步骤1.有关用油膜法估测分子直径的理想条件错误的是( ) A.将油酸分子看成球体 B.考虑各油酸分子间的间隙C.认为油酸分子是紧密排列的D.将油膜看成单分子油膜 答案 B2.“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，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上.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步骤不完整，请指出： (1) . (2) .上述实验步骤的合理顺序是.答案 (1)C 步骤中，要在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉(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 C 、F 、B 、A 、E 、D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. 题组二 数据处理与误差分析3.某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( ) A.油酸未完全散开 B.油酸中含有大量的酒精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，1mL 的溶液的滴数多记了10滴 答案 AC解析 油酸分子直径d ＝V S.计算结果明显偏大，可能是V 取大了或S 取小了，油酸未完全散开，所测S 偏小，d 偏大，A 正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B 错误；若计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，使S 变小，d 变大，C 正确；若求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数多记了10滴，使V 变小，d 变小，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，只需要知道油酸的( ) A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.体积 D.密度答案 B解析 知道分子直径后，可以求出分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，若再知道摩尔体积，即可求出N A ，即N A ＝V mV 0.5.某种油剂的密度为8×102kg/m 3，取这种油剂0.8g 滴在水面上，最后形成油膜的最大面积约为( ) A.10－10m 2B.104m 2C.1010cm 2D.104cm 2答案 B解析 由d ＝V S ，得S ＝V d ＝m ρd ＝8×10－48×102×10－10m 2＝104m 2.6.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，若已知油的摩尔质量为M ，密度为ρ，油滴质量为m ，油滴在液面上扩散后的最大面积为S ，阿伏加德罗常数为N A ，以上各量均为国际单位，那么( ) A.油滴分子直径d ＝M ρ·SB.油滴分子直径d ＝m ρ·SC.油滴所含分子数n ＝m M ·N AD.油滴所含分子数n ＝M m·N A 答案 BC解析 由油膜法得分子直径d ＝V S ＝mρS故B 正确，A 错误. 又n ＝n ′·N A ＝m M·N A 故C 正确，D 错误.7.为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是( )A.用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的溶液至1毫升，记下滴数n ，则1滴溶液含纯油酸的体积V ＝1nmLB.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 答案 B解析 A 项在计算一滴溶液中含纯油酸体积时忘记乘以溶液的浓度，故A 项说法错误；B 项的做法是正确的；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C 项错；D 项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸体积测量误差增大.8.利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数.若已知n 滴油的总体积为V ，一滴油形成的油膜面积为S ，这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油分子的直径d 和阿伏加德罗常数N A 分别为(球的体积公式V ＝43πR 3)( )A.d ＝V nS ，N A ＝μn ρVB.d ＝V nS ，N A ＝6μn 3S 3πρV 3C.d ＝V S ，N A ＝6μn 3S 3πρV3D.d ＝V S ，N A ＝6μn 3S 3ρV3答案 B解析 一滴油体积为V n ，故直径d ＝V nS ；油的摩尔体积为V mol ＝μρ，一个油分子的体积为V 0＝16πd 3＝πV 36n 3S 3，故N A ＝V mol V 0＝6μn 3S 3πρV 3，故B 正确. 9.2010年5月5日，美国墨西哥湾原油泄漏事件引起了国际社会的高度关注，墨西哥湾沿岸生态环境正在遭遇“灭顶之灾”，相关专家指出，污染可能导致墨西哥湾沿岸1000英里长的湿地和海滩被毁，渔业受损，脆弱的物种灭绝.若在海洋中泄漏1t 原油可覆盖12km 2的海面，则油膜厚度大约是分子直径数量级的倍.(已知原油的密度为0.91×103kg/m 3，结果保留一位有效数字) 答案 9×102解析 原油的体积V ＝mρ＝1×1030.91×103m 3，则形成的油膜厚度就应为d ＝V S ＝1×1030.91×103×12×106m≈9×10－8m ，9×10－810－10＝9×102，所以约是分子直径数量级的9×102倍.10.某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283kg·mol －1，密度ρ＝0.895×103kg·m －3.若100滴油酸的体积为1mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是m 2.(取N A ＝6.02×1023mol －1，球的体积V 与直径D的关系为V ＝16πD 3，结果保留两位有效数字)答案 10解析 一个油酸分子的体积V ＝MρN A ，又V ＝16πD 3，得分子直径D ＝36MπρN A最大面积S ＝V D D， 解得S ＝10m 2.11.中央电视台的一档美食节目，教给大家一种快速辨别真假香油的方法：将购买的香油滴在水面上，能迅速散开形成透明油膜的为真货.由此小明同学联想到“用油膜法估测油酸分子大小”这一实验，想通过类似方法测定一滴香油形成的油膜的厚度，于是借助“油膜法估测油酸分子大小”的实验器材得到了一滴香油的油膜轮廓图，如图1所示，已知一滴香油的体积约为10－2cm 3，方格边长为2cm ，试求该油膜的厚度.(结果保留三位有效数字)图1答案 2.08×10－7m解析 由题图知该油膜面积S ＝120×4×10－4m 2＝4.8×10－2m 2，d ＝V S ＝1×10－2×10－64.8×10－2m≈2.08×10－7m.。
广东省惠州市高中物理第一章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的导学案(无答案)粤教版
第一节 物体是由大量分子组成的班级 姓名 学号 评价【自主学习】一、 学习目标1．知道物体是由大量分子组成的．2．知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级，认识到微观世界是可以认知的．3．知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位．二、 重点难点1．分子质量的大小，分子直径的大小．2．有关阿伏加德罗常数的计算．三、 问题导学1． 分子有多大？分子直径的数量级是多少？分子质量的数量级是多少？2． 我们可以采取什么方法获得分子直径的大小呢？3． 阿伏加德罗常数是多少？阿伏加德罗常数有何应用？四、 自主学习（阅读课本P1-3页，《金版学案》P2-3考点1、2）1．完成《金版学案》P2预习篇五、 要点透析1．在估算分子的大小时，有两种理想模型：球形模型和立方体模型．2．阿伏加德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．(1)任何物质在任何状态下阿伏加德罗常数相同；(2)在标准状况下，1 mol 气体的体积为22.4 L ；(3)气体分子的体积与它所占的空间体积是不同的，显然后者远大于前者．【预习自测】1．下列说法中正确的是( )A ．物体是由大量分子组成的B ．无论是无机物质的小分子，还是有机物质的大分子，分子大小数量级都是10－10mC．本节中所说的“分子”，只包含了化学中的分子，不包括原子和离子D．分子的质量是很小的，其数量级为10－10 kg2．纳米材料具有广泛的应用前景，在材料科学中纳米技术的应用使材料科学日新月异，在1 nm 的长度上可以排列的分子(其直径约为10－10 m)个数最接近于( )A．1个 B．10个 C．100个 D．1 000个3．关于分子的质量，下列说法中正确的是( )A．质量相同的任何物质，其分子的质量一定相同B．摩尔数相同的物质，分子的质量一定相同C．分子的质量之比一定等于它们的摩尔质量之比D．密度大的物质，分子的质量一定大4．关于物体中的分子数目，下列说法中正确的是( )A．质量相等的物体含有相同的分子数 B．体积相同的物体含有相同的分子数C．物质的量相同的物体含有相同的分子数 D．密度相同的气体含有相同的分子数5．下列数值等于阿伏加德罗常数的是( )A．1 m3的任何物质所含的分子数 B．1 kg的任何物质所含的分子数C．标准状态下1 mol气体所含的分子数D．任何状态下1 mol任何物质所含的分子数第一节物体是由大量分子组成的【巩固拓展】课本作业P4讨论交流1、2；练习1、2、31．某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数N A可表示为( )A．N A＝VV0 B．N A＝ρVmC．N A＝MmD．N A＝MρV02．某物质的密度为ρ，摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为N A，则单位体积中所含分子个数为( ) A．N A/ρ B．N A/μ C．μN A/ρ D．ρN A/μ3． 1 cm3的水中和标准状况下1 cm3的水蒸气中各有多少个分子？在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的间距各是多少？第一节 物体是由大量分子组成的班级 姓名 学号 评价● 【课堂检测】一、分子的大小1．已知在标准状况下，1 mol 氢气的体积为22.4 L ，氢气分子直径的数量级为( )A ．10－9 mB ．10－10 m C ．10－11 m D ．10－8 m二、阿伏加德罗常数2．若以M 表示水的摩尔质量，V mol 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ为在标准状态下水蒸气的密度，N A 为阿伏加德罗常数，m 、Δ分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式( )①N A ＝V mol ρm ②ρ＝M N A Δ ③m ＝M N A ④Δ＝V mol N AA ．①和②都是正确的B ．①和③都是正确的C ．③和④都是正确的D ．①和④都是正确的三、求解微观量的建模技巧3．已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量M mol ＝1.8×10－2kg/mol ，求：(1)1 cm 3水中有多少个分子；(2)估算一个水分子的直径多大．● 【互动研讨】1． 阿伏加德罗常数的应用班级姓名学号评价【当堂训练】1．已经发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景．边长为1 nm的立方体可容纳液态氢分子(其直径约为10－10 m)的个数最接近于( )A．102个 B．103个 C．106个 D．109个2．某种物质的摩尔质量为M(kg/mol)，密度为ρ(kg/m3)，若用N A表示阿伏加德罗常数，则：(1)每个分子的质量是________kg；(2)1 m3的这种物质中包含的分子数目是________；(3)1 mol的这种物质的体积是________m3；(4)平均每个分子所占据的空间是________m3.3．已知氧气分子的质量m＝5.3×10－26kg，标准状况下氧气的密度ρ＝1.43 kg/m3，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1，求：(1)氧气的摩尔质量；(2)标准状况下氧气分子间的平均距离；(3)标准状况下1 cm3的氧气中含有的氧分子数．(结果保留两位有效数字)学习心得：。
广东省惠州市高中物理第一章分子动理论章末复习导学案无答案粤教版选修3_320180106330
第一章《分子动理论》章末复习班级姓名学号评价【复习目标】1．掌握分子动理论的基本观点，知道阿伏加德罗常数的意义2．能通过实验测分子的大小3．理解分子力，分子势能，分子平均动能，内能的概念及相关应用【知识梳理】【能力提升】一、阿伏加德罗常数及分子微观量的估算1．在处理估算类问题时要抓住连接微观物理量和宏观物理量的桥梁——阿伏加德罗常数，要熟练掌握以下关系式：M mol(1)计算分子的质量：m＝(M mol为摩尔质量，N A为阿伏加德罗常数)N A- 1 -V mol(2)计算分子的体积：V ＝ (V mol 为摩尔体积，N A 为阿伏加德罗常数) N A(3)分子大小的估算方法36V①球体模型：分子直径 d ＝ ，此模型多用于固体和液体(V 为分子体积)． π②立方体模型：分子间距离 d ＝3 V ，此模型多用于气体(V 为分子所占的空间)．M V(4)计算物体所含分子数：n ＝ ·N A ＝ ·N A (M 和 V 分别为物体的质量和体积) M mol V mol2．常见的几种估算模型(1)估算分子的数目、分子的质量、分子的直径(2)估算分子间的平均距离(3)估算阿伏加德罗常数【例 1】已知水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m 3，水的摩尔质量 M ＝1.8×10－2 kg/mol.求：(1)1 g 水中所含水分子数目；(2)水分子的质量；(3)水分子的直径．(取两位有效数字) 二、分子力、分子势能、物体的内能1．分子力 F 、分子势能 E p 与分子间距离 r 的关系如图甲、乙 所 示(取无穷远处分子势能为 0)．(1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的 增 大 (减小)而减小(增大)，但斥力比引力变化得快．对外表现的分子力 F 是分子间引力和斥力的合力．(2)在 r ＜r 0范围内分子力 F ，分子势能 E p 都随分子间距离 r 的减小而增大，但在 r ＞r 0的范围内，随着分子间距离 r 的增大，分子力 F 是先增大后减小，而分子势能 E p 一直增 大．- 2 -(3)当r＝r0时分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同样存在，分子力F为零，分子势能E p最小．2．物体的内能定义微观宏观量值物质的分子不停地运动分子的分子永不停息地永远不着．运动着的分子所具有的与温度有关动能做无规则运动等于零能分子间存在相互分子的物体的分子由它们的相对位与物体的体可能等作用的引力和斥势能置所决定的能积有关于零力所决定的能物体的物体内所有分子动能与势能分子热运动和分与分子数、温永远不内能的总和子间存在作用力度、体积有关等于零【例2】(双选)(2010年高考大纲全国卷Ⅰ)右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是()A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子间的作用力为零D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功三、用油膜估测分子大小用油膜法估测分子直径的实验原理是：油酸是一种脂肪酸，它的分子的一部分和水分子的亲和力很强．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，酒精溶于水或挥发，在水面上形成一层油酸薄膜，薄膜可认为是单分子油膜，如图所示．将水面上形成的油膜形状画到坐标纸上，可以计算出油膜的面积，根据纯油酸的体积V和油膜的面积S，可以计算出油膜的厚度D＝V/S，即油酸分子的直径．【例3】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加了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，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图1－4所- 3 -示．若每一小方格的边长为25 mm，试问：(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)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_____________________________________________________________________________________.【强化巩固】1．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离()A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度C．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积D．该气体的密度、体积和摩尔质量2．下列说法中正确的是()A．温度低的物体内能小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大D．物体体积改变，内能可能不变3．关于扩散现象和布朗运动的说法正确的是()A．扩散现象发生的条件是两种物体浓度不同，而布朗运动发生的条件是固体颗粒悬浮在气体或液体中B．扩散现象证实分子在做无规则运动，布朗运动说明小颗粒分子在做无规则运动C．扩散现象和布朗运动都说明分子在做无规则运动D．以上说法均不对4．根据分子动理论，下列说法正确的是()A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的热运动C．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而减小D．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大5．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：- 4 -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2 cm深的水．VD．用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小．SE．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的，请指出：(1)______________________________________________________________(2)______________________________________________________________上述实验步骤的合理顺序是________．- 5 -。
高中物理 第一章 分子动理论 第二节 测量分子的大小教学案 粤教版选修33
第二节 测量分子的大小[目标定位] 1.会用油膜法估测分子的大小.2.体会通过测量宏观量估算微观量的方法．一、实验步骤1．用注射器取出已稀释好的油酸，缓缓推动活塞，使其一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积V 1时的滴数n ，算出一滴稀释油酸的体积V ′＝V 1n .再根据其中油酸的浓度η，算出一滴油酸中的纯油酸体积V ＝V ′η.2．在水平放置的浅盘中倒入约2 cm 深的水，然后将痱子粉(或石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将稀释好的油酸滴一滴在水面上．3．待油酸薄膜稳定后，将塑料盖板板平放到浅盘上，然后用彩笔将油膜的形状画在塑料盖板上．4．估算出油膜的面积S (以塑料盖板上的正方形为单位，计算轮廓内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．5．油膜的厚度d 可看作油酸分子的直径，即d ＝V S.[延伸思考]1．实验中为什么用油酸而不用其他液体？答案 油酸能在水面上形成单分子层油膜，油酸分子的一端对水有很强的亲和力，被水吸引在水中，另一端对水没有亲和力，便冒出水面，油酸分子都是直立在水面上的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度．若把分子当成小球，油膜的厚度也就等于分子的直径(如图所示)．2．实验中为什么用酒精对油酸进行稀释？答案 用酒精对油酸进行稀释是为了获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜．同时酒精易挥发，不影响测量结果．3．实验中为什么在水面上撒痱子粉？答案 撒痱子粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓．二、注意事项1．油酸稀释好后，不要长时间放置，以免改变浓度，影响实验．2．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(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．3．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．4．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．三、误差分析1．稀释油酸的实际浓度和理论值间存在偏差；2．一滴稀释油酸的实际体积和理论值间存在偏差；3．油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”、“单分子纯油酸层”间存在偏差；4．采用“互补法”(即不足半个的舍去，多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差．一、实验原理及步骤例1 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0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的45 cm×50 cm 浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、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%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NB ．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，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数nC ．________________________________________________________________________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 cm 2(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小为________ cm.答案 (1)见解析 (2)0.05%n NS解析 (1)由步骤D 可知，步骤C 应该是：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)d ＝V S ＝1×10－6×0.05%×n NS ×10－4m＝0.05%NS n ×10－2 m ＝0.05%n NS cm. 例2 (多选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是( )A ．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B ．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C ．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积D ．油酸分子直径的数量级是10－15 m 答案 AB解析 油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为膜的厚度，它等于滴在水面上的纯油酸的体积除以油膜的面积，而酒精已溶于水或挥发，故A 、B 对，C 错．油酸分子直径的数量级为10－10 m ，故D 错．二、实验数据处理例3 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL 上述溶液中有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图1所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm.图1(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．答案 (1)2.32×10－2 m 2 (2)1.2×10－11 m 3 (3)5.2×10－10 m解析 (1)用互补法数出在油膜轮廓范围内的格子数(面积大于半个方格的算一个，不足半个的舍去)为58个，油膜面积约为S ＝58×(0.02)2 m 2＝2.32×10－2 m 2.(2)因为50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL ，且能求出溶液中含纯油酸的浓度为η＝6104，故每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V 0＝V n η＝150×6×10－4 mL ＝1.2×10－11 m 3. (3)把油膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为D ＝V 0S ＝1.2×10－112.32×10－2 m≈5.2×10－10 m.针对训练 某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283 kg·mol －1，密度ρ＝0.895×103 kg·m －3.若100滴油酸的体积为1 mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多大？(取N A ＝6.02×1023 mol －1，球的体积V与直径D 的关系为V ＝16πD 3，结果保留两位有效数字) 答案 10 m 2解析 一个油酸分子的体积V 0＝M ρN A ，由球的体积与直径的关系得分子直径D ＝ 36M πρN A，一滴油酸的体积为1100×10－6 m 3＝10－8 m 3，则面积S ＝10－8 m 3D，解得：S ＝10 m 2.测量分子的大小⎩⎪⎨⎪⎧ 实验原理：⎩⎪⎨⎪⎧ 油酸在水面上形成单分子油膜油膜厚度：d ＝V S 实验器材：稀释油酸、注射器等实验步骤：洒痱子粉、滴油酸、画形状、数格子、算面积注意事项误差分析1．(实验原理及步骤)利用油膜法估测分子的大小，需要测量的物理量是( )A ．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量和它的密度B ．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和它的密度C ．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和它散成油膜的最大面积D ．所形成油膜的厚度和它的密度答案 C解析 用油膜法估测分子直径时，所用的计算公式是d ＝V S ，式中V 、S 分别表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和它散成单分子油膜的面积．2．(实验原理及步骤)为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是( ) A ．用注射器取1 mL 配制好的油酸酒精溶液，共可滴N 滴，则每滴中含有油酸1NmLB ．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C ．先在浅盘中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D ．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形答案 B解析 1NmL 是一滴油酸酒精溶液的体积，乘以其中油酸的浓度才是油酸的体积，A 项错；B 项的做法是正确的；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C 项错；D 项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸体积测量误差增大．3. (实验数据处理)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，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，若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6mL ，则油酸分子的直径是________ m.图2答案 8×10－3 5×10－10解析 正方形小方格的个数约为80个，油膜的面积为：S ＝80×102 mm 2＝8×10－3 m 2油酸分子的直径为：d ＝V S ＝4×10－128×10－3 m ＝5×10－10 m. 4．(实验数据处理)将1 mL 的纯油酸配成500 mL 的油酸酒精溶液，待均匀溶解后，用滴管取1 mL 油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴，则每滴油酸酒精溶液的体积为________ mL.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200 cm 2，则估算油酸分子的直径是________m.答案 0.005 5×10－10解析 1 mL 的纯油酸配成500 mL 的油酸酒精溶液，溶液的体积百分比浓度是1500，一滴溶液的体积是V ＝1 mL 200＝0.005 mL ，一滴溶液所含油酸的体积V 0＝1500×0.005 mL＝10－11 m 3，所以油酸分子的直径d ＝V 0S ＝10－11 200×10－4 m ＝5×10－10 m.1．(多选)用油膜法估测分子的大小时，采用的理想化条件是( )A ．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B ．把形成单分子油膜的分子看作紧密排列的球形分子C ．把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D ．将单分子视为立方体模型答案 AB解析 由用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V 的油酸滴在水面上，形成面积为S 的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d ＝V S，这显然是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d ＝V S 中，并没有将分子间隙所占体积除外．所以，本题的正确选项应为A 、B.2．用油膜法估测分子的大小的实验中，下列操作正确的是( )A ．将纯油酸直接滴在水面上B ．向量筒中滴100滴油酸酒精溶液，读出其体积C ．用试管向水面倒油酸溶液少许D ．计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数答案 B解析 油酸应先稀释成油酸酒精溶液，然后取一滴溶液滴在浅盘里，目的是形成单分子油膜，故A 、C 错误，B 对；计算油膜面积时应把占到方格一半以上的作为一个，少于半个的忽略，故D 错．3．某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸中含有大量的酒精C ．计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算D ．求每滴溶液的体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴答案 A解析 油酸分子直径d ＝V S.计算结果明显偏大，可能是V 取大了或S 取小了，油酸未完全散开，所测S 偏小，d 偏大，A 正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B 错误；若计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算，使S 变大，d 变小，C 错误；若求每滴溶液的体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴，使V 变小，d 变小，D 错误．4．把体积为V 1(mL)的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V 2(mL)的油酸酒精溶液，测出1 mL 油酸酒精溶液共有N 滴；取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成面积为S (cm 2)的单分子层油膜，则该油酸分子的直径大约为( )A.V 1NV 2S m B.NV 2V 1S m C.V 2NV 1S cm D.V 1NV 2Scm 答案 D解析 一滴溶液中纯油酸的体积V ＝V 1NV 2，由d ＝V S 得d ＝V 1NV 2S(注意单位)． 5．(多选)在用油膜法估测分子的大小的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M ，密度为ρ，油滴质量为m ，油滴在水面上扩散后的最大面积为S ，阿伏加德罗常数为N A ，以上各量均采用国际单位，那么( )A ．油滴分子直径d ＝M ρSB ．油滴分子直径d ＝m ρSC ．油滴所含分子数N ＝M m N AD ．油滴所含分子数N ＝m M N A答案 BD解析 用油膜法测分子直径，认为油膜的厚度就为分子直径，油滴的质量为m ，最大面积为S ，则油滴的体积为V ＝m ρ，油滴分子直径为d ＝m ρS ，选项A 错，B 对；油滴的物质的量为m M ，油滴所含分子数为N ＝m M N A ，选项C 错，D 对．6．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．数出画有油膜轮廓的塑料板轮廓内的方格数(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，将带有方格的透明塑料板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描绘在玻璃板上；C ．用浅盘装入约2 cm 深的水；D ．用公式d ＝V S，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小；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 .上述步骤中有遗漏或不完全的，请指出：(1)________________________________________________________________________．(2)________________________________________________________________________． 上述实验步骤的合理顺序是___________________________________________________． 答案 (1)在步骤C 中，要在水面上洒上痱子粉或石膏粉．(2)实验时，还需要F ：用注射器或滴管将溶液一滴一滴地滴入量筒，记下1 mL 溶液的滴数． 实验步骤的合理顺序是：FCBAED.解析 在滴入油酸酒精溶液之前，应将痱子粉或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，必须记下一滴油酸溶液的体积．7.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，配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在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸估测油膜的面积．改正其中的错误：__________________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.1%，一滴溶液的体积为4.8×10－4 mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________ m.答案 (1)②应在量筒中滴入N 滴溶液，计算得出一滴溶液的体积 ③应在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10－10解析 (1)②在量筒中直接测量一滴油酸酒精溶液体积误差太大，应先用累积法测出N 滴溶液体积，再算出一滴溶液的体积．③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察，可在水面上撒上痱子粉，再滴油酸酒精溶液，稳定后就呈现出清晰轮廓．(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ＝4.8×10－4×0.1% mL，d ＝V S ＝4.8×10－4×10－3×10－640×10－4 m ＝1.2×10－10 m. 8．“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：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选往边长为30～40 cm 的浅盘里倒入2 cm 深的水，然后将________均匀的撒在水面上； 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1所示，数出轮廓范围内小方格的个数N ，小方格的边长l ＝20 mm.图1根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③应填________；(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积是________ mL ；(3)油酸分子直径是________ m.答案 (1)痱子粉或石膏粉 (2)2×10－5 (4)4.4×10－10解析 (1)为了显示单分子油膜的形状，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 0nV 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113个，故面积S ＝113×20×20 mm 2＝4.52×104 mm 2，油酸分子直径 d ＝V ′S ＝2×10－5×1034.52×104 mm≈4.4×10－7 mm ＝4.4×10－10 m. 9．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴油酸酒精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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm ，该油酸膜的面积是________m 2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6mL ，则油酸分子的直径是________ m.图2答案 8×10－3 5×10－10解析 由于油酸膜所占小方格的个数约为80个，故油酸膜的面积是S ＝80×100×10－6 m 2＝8×10－3 m 2；d ＝V S ＝4×10－6×10－68×10－3 m ＝5×10－10 m.。
2021-2022学年高二物理粤教版选修3-3导学案：第一章 2 测量分子的大小
其次节测量分子的大小[目标定位] 1.理解用油膜法测量分子大小的原理，学会利用宏观量测定微观量数量级的方法． 2.通过用油膜法测定分子大小的试验，学会用抱负化模型来处理实际问题． 3.通过探究学习培育同学的创新思维和严谨、求实的科学素养．一、试验原理1．抱负化：把很小的一滴油酸滴在水面上，水面上会形成一块油酸薄膜，薄膜是由单层的油酸分子组成的．2．模型化：在估测油酸分子大小的数量级时，可以把它简化为球形，认为油膜的厚度就是油酸分子的直径．3．测量：油膜的厚度就等于油酸分子的直径，即d＝V S.二、试验器材注射器(或滴管)、小量筒、浅盘、玻璃板、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、坐标纸．一、试验原理试验接受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．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33—，另一部分是—COOH.其中—COOH对水有很强的亲和力，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(其中的酒精溶于水中并很快挥发)，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图1－2－1(甲)所示．其中C17H33一部分冒出水面，而—COOH部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子层油膜，如图1－2－1(乙)所示．图1－2－1 试验中假如算出肯定体积的纯油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S，即可估算出油酸分子直径的大小d＝VS.二、试验器材已稀释的油酸若干毫升(体积配比为1∶200)；浅盘一只(30 cm×40 cm)；注射器(或滴管)1支；带方格的透亮塑料盖板1块；量筒1个；彩色水笔1支；痱子粉(或石膏粉)(带纱网或粉扑)．三、试验与收集数据(1)用注射器或滴管将老师事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，登记量筒内增加肯定体积(例如1 mL)时的滴数．计算出每滴液滴体积的平均值，如图1－2－2(A)．图1－2－2(2)如图1－2－2(B)所示，在水平放置的浅盘内倒入约2 cm深的水，用纱网(或粉扑)将适量痱子粉轻轻撒在水面上．(3)如图1－2－2(C)所示，用滴管将一滴油酸溶液轻轻滴入水面中心，待油膜外形稳定后，在浅盘上盖上塑料盖板，用彩笔描出油膜的边缘轮廓，如图1－2－2(D)所示．(4)将画有油酸薄膜轮廓的塑料板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.(5)依据老师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，依据一滴油酸的体积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．(6)洗涤浅盘，擦去塑料盖板上的油膜轮廓线，重复试验2～3次．四、分析与论证1．数据处理在利用公式d＝VS计算时(1)式中的V是1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积．计算方法是：设n滴油酸酒精溶液是1 mL ，则每1滴的油酸酒精溶液的体积是1n mL，事先知道配制溶液的浓度为η，则1滴溶液中的纯油酸体积V＝1n·η mL.(2)式中的S是滴入水中后纯油酸形成的油膜面积，其大小用坐标纸上对应的格数来计算，数格时，不足半个的舍去，多于半个的算1个．2．试验结论：分析得到的试验数据，可得出这样的结论：油酸分子直径的数量级是10－10 m.五、留意事项1．痱子粉不要撒得太多，只要能够挂念看清油膜边界即可．2．滴入油酸溶液时，肯定要细心，不要一下滴得太多，使油膜的面积过大．3．待测油酸集中后又收缩，要在稳定后再画轮廓．4．利用坐标纸求油膜面积时，以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数时，大于半个的均算一个．5．当重做试验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面会残留油酸，用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．例1用油膜法估测油酸分子的大小，试验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是试验步骤，请填写所缺的步骤C.A．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，登记滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数NB．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，从低处向水面中心一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，登记滴入的滴数nC．___________________________________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 cm2(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小________(单位：cm)．答案(1)见解析(2)0.05%nNS解析(1)由步骤D即可提示出，步骤C应当是：将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的外形画在玻璃板上．(2)d＝VS＝1×10－6×0.05%×nNS×10－4m＝0.05%nNS×10－2 m＝0.05%nNS cm.图1－2－3例2在做“用油膜法估测分子的大小”试验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其外形如图1－2－3所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm，则：(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)依据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？答案(1)2.32×10－2m2(2)1.2×10－5mL(3)5.2×10－10m解析(1)油膜轮廓包围的方格数约58个，则油酸膜的面积S＝58×(20×10－3)2m2＝2.32×10－2m2.(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V＝150×6104mL＝1.2×10－5mL＝1.2×10－11m3(3)油酸分子的直径d ＝VS＝1.2×10－112.32×10－2m≈5.2×10－10m.借题发挥解答本题的关键是精确计算油膜所占的面积和纯油酸的体积，数方格数时，不足半个格的舍去，大于半个格的算一个即“四舍五入”.1．(双选)用油膜法测分子大小时，接受的抱负化条件是()A．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B．把形成单分子油膜的分子看做紧密排列的球形分子C．把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D．油酸酒精溶液中的酒精完全溶于水答案AB解析由用油膜法估测分子的大小的试验可知，将体积为V的油膜液滴滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为d＝VS，这明显是将油膜视为单分子层，将油酸分子视为球形且认为分子是紧密排列的，公式d＝VS中，并没有将分子间隙所占体积除外，D项中酒精也可以挥发掉一部分，是否完全溶于水对本试验无影响．本题的正确选项应为A、B. 2．在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中，有下列试验步骤：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，待薄膜外形稳定．③将画有油膜外形的玻璃板平放在坐标纸上，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．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，登记量筒内每增加肯定体积时的滴数，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，然后将油膜的外形用彩笔描绘在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的挨次是________．(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)答案(1)④①②⑤③(2)5×10－10解析(1)在“油膜法估测油酸分子的大小”试验中，应先配制油酸酒精溶液，再往盘中倒入水，并撒痱子粉，然后用注射器将配好的溶液滴一滴在水面上，待油膜外形稳定，再将玻璃板放于盘上，用彩笔描绘在玻璃板上，依据d＝VS计算．(2)一滴溶液中含油酸体积V＝1×10－650×1300m3，故d＝V S≈5×10－10 m.(时间：60分钟)题组一试验原理及步骤1．有关用油膜法估测分子直径的抱负条件错误的是()A．将油酸分子看成球体B．考虑各油酸分子间的间隙C．认为油酸分子是紧密排列的D．将油膜看成单分子油膜答案 B2．“用油膜法估测分子的大小”试验的简要步骤如下：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)，再依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，待油酸薄膜的外形稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的外形描画在玻璃板上．C．用浅盘装入约2 cm深的水．D．用公式d＝VS，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．E．依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，请指出：(1)________________________________________________________________________________________________________.(2)________________________________________________________________________________________________________.上述试验步骤的合理挨次是___________________________________．答案(1)C步骤中，要在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉(2)试验时，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，登记量筒内增加肯定体积时的滴数C、F、B、A、E、D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，在试验过程中，必需登记一滴油酸的体积．题组二数据处理与误差分析3．(双选)某同学在用油膜法估测分子直径的试验中，计算结果明显偏大，可能是由于() A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量的酒精C．计算油膜面积时舍去了全部不足一格的方格D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴答案AC解析油酸分子直径d＝VS.计算结果明显偏大，可能是V取大了或S取小了，油酸未完全散开，所测S偏小，d偏大，A正确；油酸中含有大量的酒精，不影响结果，B错；若计算油膜面积时舍去了全部不足一格的方格，使S变小，d变大，C正确；若求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴，使V变小，d变小，D不正确．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，只需要知道油酸的() A．摩尔质量B．摩尔体积C．体积D．密度答案 B解析知道分子直径后，可以求出分子的体积V0＝43π(d2)3＝16πd3，若再知道摩尔体积，即可求出N A，即N A＝V mV0.5．某种油剂的密度为8×102 kg/m3，取这种油剂0.8 g滴在水面上，最终形成油膜的最大面积约为()A．10－10 m2B．104 m2C．1010 cm2D．104 cm2答案 B解析由d＝VS，得S＝Vd＝mρd＝8×10－48×102×10－10m2＝104 m2.6．(双选)在“用油膜法估测分子大小”的试验中，若已知油的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在液面上集中后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为N A，以上各量均为国际单位，那么()A．油滴分子直径d＝Mρ·SB．油滴分子直径d＝mρ·SC．油滴所含分子数n＝mM·N AD．油滴所含分子数n＝Mm·N A答案BC解析由油膜法得分子直径d＝VS＝mρS故B正确，A错．又n＝n′·N A＝mM·N A故C正确，D错．故答案应选B、C.7．为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是()A ．用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的溶液至1毫升，登记滴数n ，则1滴溶液含纯油酸的体积V ＝1n mLB ．把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C ．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D ．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 答案 B解析 A 项在计算一滴溶液中含纯油酸体积时遗忘乘以溶液的浓度，故A 项说法错误；B 项的做法是正确的；多滴几滴油酸酒精溶液能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规章外形的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C 项错；D 项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸体积测量误差增大．8．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n 滴油的总体积为V ，一滴油形成的油膜面积为S ，这种油的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油分子的直径d 和阿伏加德罗常数N A 分别为(球的体积公式V ＝43πR 3)( )A ．d ＝V nS ，N A ＝μn ρVB ．d ＝V nS ，N A ＝6μn 3S 3πρV 3 C ．d ＝V S ，N A ＝6μn 3S 3πρV 3 D ．d ＝V S ，N A ＝6μn 3S3ρV 3 答案 B解析 一滴油体积为V n ，故直径d ＝V nS ；油的摩尔体积为V mol ＝μρ，一个油分子的体积为V 0＝16πd 3＝πV 36n 3S 3，故N A ＝V mol V 0＝6μn 3S 3πρV 3，故B 正确．9．2010年5月5日，美国墨西哥湾原油泄漏大事引起了国际社会的高度关注，墨西哥湾沿岸生态环境正在患病“灭顶之灾”，相关专家指出，污染可能导致墨西哥湾沿岸1 000英里长的湿地和海滩被毁，渔业受损，脆弱的物种灭亡．若在海洋中泄漏1 t 原油可掩盖12 km 2的海面，则油膜厚度大约是分子直径数量级的________倍．(已知原油的密度为0.91×103 kg/m 3，结果保留一位有效数字) 答案 9×102解析 原油的体积V ＝m ρ＝1×1030.91×103 m 3，则形成的油膜厚度就应为d ＝V S ＝1×1030.91×103×12×106m ≈9×10－8 m ，所以约是分子直径数量级的9×10－810－10 ＝900 倍． 10．某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的试验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M ＝0.283 kg·mol －1，密度ρ＝0.895×103 kg·m －3.若100滴油酸的体积为1 mL ，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是____m 2.(取N A ＝6.02×1023mol －1，球的体积V 与直径D 的关系为V ＝16πD 3，结果保留一位有效数字)答案 1×101解析 一个油酸分子的体积V ＝M ρN A ，又V ＝16πD 3，得分子直径D ＝36M πρN A 最大面积S ＝V DD ，解得S ＝1×101 m 2.11.中心电视台的一档美食节目，教给大家一种快速辨别真假香油的方法：将购买的香油滴在水面上，能快速散开形成透亮 油膜的为真货．由此小明同学联想到“用油膜法估测油酸分子大小”这一试验，想通过类似方法测定一滴香油形成的油膜的厚度，于是借助“油膜法估测油酸分子大小”的试验器材得到了一滴香油的油膜轮廓图，如图，已知一滴香油的体积约为10－2 cm 3，方格边长为2 cm ，试求该油膜的厚度． 答案 2.08×10－7 m解析 由图知该油膜面积S ＝120×4×10－4 m 2＝4.8×10－2 m 2，d ＝VS ＝1×10－2×10－64.8×10－2 m ＝2.08×10－7 m.。
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第二节 测量分子的大小
班级 姓名 学号 评价
【自主学习】
一、 学习目标
1．知道和理解油膜法测定分子大小的原理和方法．
2．掌握实验器材，理解实验步骤．
3．学会实验数据的收集和处理方法．
二、 重点难点
1．油膜法测定分子大小的原理及利用其进行的计算．
2．实验数据的收集和处理方法的理解．
三、 问题导学
1． 测量分子的大小可以用什么方法？
2． 实验需要什么器材？测哪些物理量？如何测量？
3． 实验数据如何处理？
四、
自主学习（阅读课本P5-6页，《金版学案》P5-7预习篇，考点1、2、3）
五、 要点透析 在实验中由d ＝V /S 计算分子的直径，“V ”是经过换算后一滴油酸溶液中纯油酸的体积．各物理量的计算方法如下：
(1)一滴油酸溶液的体积:V ′＝V 液2N ⎝ ⎛⎭
⎪⎫ N 为滴数，V 液2为N 滴油酸溶液的体积. (2)一滴油酸溶液中纯油酸所占体积:V ＝V ′×V 油V 液1⎝ ⎛⎭
⎪⎫ V 油为纯油酸体积，V 液1为油酸溶液的总体积. (3)油酸薄层的面积S ＝na 2(n 为有效格数，a 为小格的边长)．
(4)分子直径d ＝V S
.
(5)注意单位的统一．
【预习自测】 1．油膜法是一种粗略测定分子大小的方法，其方法是把一滴油酸酒精溶液滴到水面上，油酸分子在水面上散开，形成________________，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于____________． 2．如果一滴溶液中纯油酸的体积为V ，单分子油膜的面积为S ，则分子的大小(即直径)为 D ＝________.在此忽略了分子间的空隙． 3．实验器材：注射器(或滴管)、________、浅盘、________________________、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔． 4．一般分子直径的数量级为________ m ，由实验得到油酸分子大小的数量级是________ m ．物理学中用各种不同方法测定分子的大小，用不同方法测出的分子大小________，但数量级________． 5．采有油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( ) A ．1滴油的质量和它的密度 B ．1滴油的体积和它的密度 C ．1滴油的体积和它散成油膜的最大面积 D ．所散成的油膜的厚度和它的密度 第二节 测量分子的大小
【巩固拓展】
1． 用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的
( )
A ．摩尔质量
B ．摩尔体积
C ．体积
D ．密度
2．用油膜法估测分子的大小，方法及实验步骤如下：
①向体积V 油＝1 ml 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30～40 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，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸膜的形状．
⑤描出的轮廓如图所示，数出轮廓范围内正方形的个数N ，正方形边长l ＝20 mm.
根据以上信息，回答下列问题(有数值计算的问题，先用信息中字母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果
)
(1)步骤③中应填写：_____ _______.
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V纯是多少毫升？
(3)油酸分子的直径是多少米？
第二节测量分子的大小
班级姓名学号评价
●【课堂检测】
一、用油膜法估测分子大小
1．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、分度值为0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2的浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、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水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，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.
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的大小________(单位：cm)．
二、油膜法测分子大小实验的误差分析
2．(双选)某学生在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，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．求每滴溶液体积时，1 mL的溶液的滴数错误地多记了10滴
●【互动研讨】
1．在本实验中能不能直接把纯油酸滴在水面上，为什么要稀释油酸？酒精的作用是什么？2．本实验能否测出阿伏加德罗常数？
第二节测量分子的大小
班级姓名学号评价
【当堂训练】
1．（多选）用油膜法估测分子的直径时，必须假设的前提是( )
A．将油酸分子看成球形分子
B．认为油酸分子之间不存在间隙
C．把油膜看成单分子油膜
D．考虑相邻油酸分子的相互作用力
2．把V1 mL的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2 mL的油酸酒精溶液，测出1 mL油酸酒精溶液共有N滴．取一滴溶液滴入水中，最终在水面上形成S cm2的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为( )
A.
V1
NV2S
m B.
NV2
V1S
m
C.
V2
NV1S
cm D.
V1
NV2S
cm
3．(单选)用油膜法估测分子的直径的实验中，下列操作错误的有( ) A．酒精油酸溶液的浓度应以小于1/1000为宜
B．注射器针头高出水面的高度应在1 m以上
C．从盘的中央加痱子粉，使痱子粉自动扩散至均匀
D．计算油膜面积时，不足半个的舍去，多于半个的算一个
学习心得：。