2018版高考物理一轮总复习课件实验13用油膜法估测分子....ppt

• 3．误差原因 •个方 面： • ①油膜形状的画线误差； • ②数格子法本身是一种估算的方法，自然会 带来误差．
•考点 实验考查
1．实验操作时要先配置油酸酒精溶液，然后再利用量筒测量并计算每滴油酸 酒精溶液的体积． V 2．油酸酒精溶液分子在水面上形成的油膜面积，用 d＝ S 计算出油膜的厚度， 此时 d 即为油酸分子的直径．
2．实验注意事项 1 (1)油酸酒精溶液的浓度应小于500. (2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀． (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，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差减小． (4)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． (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，大于半个的算一个．
• (1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出： • ① ___________________________________________________ ____. • ② ___________________________________________________ ___. • (2)上述实验步骤的合理顺序是________．
－6 1 × 10 V 故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为 V0＝Nρ＝ 50 ×0.06% m3＝1.2×10－11
m3. (3)把油酸薄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＝
－11 V0 1.2×10 －10 ＝ m. －2m≈2.3×10 S 5.13×10

溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜
这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于1
滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水
面上摊开的面积S之比。即
V油酸
d
S
二、物理量的测量
1、测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V
⑴配制油酸溶液：
用注射器吸取体积为V1的油酸，注入一定体积的量筒中，加入无水酒精至
1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小
学科素养目标：
1.知道用油膜法测定分子大小的思路.
2.通过实验估测分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理
问题中的应用.
3.了解一般分子大小的数量级.
新知导入
阅读课文,回答以下问题:
1、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?
2、怎样才能观察到分子的排布?
爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜，待油膜形状
稳定后，再描绘油酸在水面上的轮廓，所以正确选项为
C。
课堂小结
1．了解油酸分子的结构，正确测出一滴油酸酒精溶液中油
酸的体积及形成油膜的面积，计算油酸分子的直径
2．实验思想：化零为整，由宏观量间接测量微观量．
为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一
层油膜。
尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其
大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布。测出油膜的厚度d，
它就相当于分子的直径。

=

为了使油酸充分展开，获得一块单分子
油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴
体积V2刻度线，充分搅匀后得到体积比为 V1 的油酸酒精溶液。
V2
⑵测量一滴油酸溶液的体积：

实验13 用油膜法估测分子的大小
-2-
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 1.利用油酸酒精溶液在平静的水面上形成单分子油膜,如图所示。
2.将油酸分子看作球形,测出一定体积油酸溶液在水面上形成的 油膜面积。 V 3.用d= S 计算出油膜的厚度(V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的 体积,S为油膜面积),这个厚度就近似等于油酸分子的直径。
-7-
该实验中,我们为什么可以用d= 提示：该实验中油酸分子呈球形分布在水面上,且一个挨一个, 从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度,油膜的厚度也就是分 子的直径。
������ 来计算油酸分子的直径? ������
-8考点一 考点二
例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、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、胶头滴管、 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, 记下滴入的轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的 面积。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。 7. 根据一滴油酸的体积V和其形成的薄膜的面积S,算出油酸薄 V 膜的厚度d= S ,即为油酸分子的大小。比较算出的分子大小,看其数 量级是否为10-10 m。 五、误差分析 1.纯油酸体积的计算引起误差。 2.油膜面积的测量引起的误差主要有两个方面: (1)油膜形状的画线误差; (2)数格子法本身是一种估算的方法,自然会带来误差。

图 S13-1 (1)油酸薄膜的面积是________m2. (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________m3. (3)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).
(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可 能是由于________.
(3)误差分析 ①纯油酸体积的计算引起误差. ②油膜面积的计算造成误差. a.油膜形状的画线造成误差. b.数格子所造成的误差.
【基础自测】 “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.
(2)注意事项 ①将所有的实验用具擦洗干净，吸取油酸、酒精和溶液的 移液管要分别专用，不能混用. 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. 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要待油膜形状稳定后再画轮廓. ⑥滴油酸酒精溶液的滴口应在离水面 1 cm 之内，否则油膜 难以形成.
(2)实验中使用到油酸酒精溶液，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 滴溶液滴入量筒 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______‰(保留两位有效数字).

-20
-20-
1
2
3
4
1.(多选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,计算(jìsuàn)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(jìsuàn)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
关闭

由 d= 知,选项 A、C 会导致油膜面积偏小,d 计算偏大;选项 B、D 关闭
二
考点(kǎo diǎn)
一
例2
对点训练(xùnliàn)2
答案:(1)129 cm2 (2)8×10-6 mL (3)6.2×10-10 m
解析:(1)根据图形,数得格子数为 129 个,那么油酸膜的面积是
S=129×1 cm2=129 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
17--17
考点(kǎo diǎn)
一
考点(kǎo diǎn)
二
例2
对点训练(xùnliàn)2
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,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
第二十一页，共25页。
答案
答案
(jiě xī) (dá àn)
-22
-22-
1 2 3 4
3.将1 mL的纯油酸配成500 mL的油酸酒精溶液,待均匀溶解(róngjiě)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

制好，只滴1滴.
8
注意事项 (4) 计算油膜面积时，以坐标纸上方格的数目 来计算(边长1cm) . 不足半个的舍去，
多于半个的算1个 .
9
训练 将1cm3的油酸溶于酒精，制成500cm3的酒精
油酸溶液. 该酒精油酸溶液40滴的体积为1cm3，
现取1滴溶液滴在水面上，随着酒精溶于水，油
酸在水面上形成单分子油膜层，油膜面积0.4m2,
由此估算油酸分子直径。
1.25X10-10m
10
训练
用“油膜法”可以估测分子的大小：滴入盛水培 养皿中的油酸溶液所含纯油酸体积为4.0×10－6ｍＬ, 将培养皿水平放在边长1cm的
方格纸上,水面上散开的油膜
轮廓如图所示,该油膜面积为
２,由此可以估算 82 Ｓ＝______cm
油酸分子直径约 ｄ＝____________ 4.9X10-10 ｍ．
1
实验目的
学习一种估测分子大小的
方法.
2
实验原理
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单分子油膜层，如果 把分子看作球形，单分子油膜层的厚度就可以 看作油酸分子的直径，事先测出油酸滴的体积V 和油膜的面积S，就可以算出分仪器
盛水方盘、注射器(或胶头滴管)、
12
试剂瓶、坐标纸、玻璃板、 痱子粉、酒精油酸溶液、量筒、彩笔.
4
实验步骤
(1)在方盘中盛入适量的水(约2cm深)，使
水处于稳定状态.
(2)用注射器(或胶头滴管)取事先配好的酒
精油酸溶液，逐滴滴入量筒，记下量筒中 滴入1 mL溶液所需加入溶液的滴数；
5
实验步骤
(3)将痱子粉均匀地撒在水面上.
(4)用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴酒 精油酸溶液滴在水面上. (5)待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在方盘 上，用笔描绘出油膜的形状.

������
1.2×10-11 750×10-4
m=1.6×10-10m
A.对照实验原理:d=������������,可知某同学的计算结果偏大,可能是由于油酸
未完全散开,使测出的油膜面积偏小,d 偏大,故 A 正确。B.求每滴体
积时,1 mL 溶液的滴数多计了 10 滴,则求出的纯油酸的体积偏小,测
第十三章
实验13 用油膜法估测分子的大小
必备知识
关键能力
对应演练
-5-
六、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、 酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用,否则会增大实验误差。 2.油酸酒精溶液中油酸与酒精的体积比以1∶200为宜。 3.浅盘里的水面离盘口面的距离应较小,并要水平放置,以便准确 地画出油酸薄膜的形状,画线时视线应与板面垂直。 4.油酸在水面上形成的薄膜先扩散后收缩,要在薄膜形状稳定后 再画轮廓。薄膜扩散后又收缩的原因有两个:一是水面受油酸滴冲 击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后,薄膜回缩。 5.滴油酸溶液的滴口应在离水面1 cm之内,否则油酸薄膜难以形 成。实验前要注意滴法的练习。
(2)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 一个算,小于一半的舍去,图中共有 75 个方格,
故油膜面积为:S=75×2 cm×2 cm=300 cm2;
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积
是:V=510×10-8×100.060m3=1.2×10-11m3;
油酸分子的直径:d=������������
������
绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积(③)→计算分子直径(③)
第十三章
实验13 用油膜法估测分子的大小
必备知识
关键能力
对应演练

思路导引：在用出油膜面积，从 而求出分子直径．
解析：该实验中油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨 一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而求出 分子直径，因此只要知道了油酸的体积和油膜面积，即可求出 油酸分子的直径，故 A、B、C 错误，D 正确．
实验十三：用油膜法估测分子的大小
考点 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．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 S13-1 所示形状的一层单分子油膜，实验中如果算出 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．
(5)本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要 求(10－10 m)即可．
3．误差分析 (1)油酸酒精溶液的配制体积比不准确． (2)测定每一滴油酸酒精溶液的体积时造成误差． (3)计算油膜面积时采用正方形坐标纸“数格子法”，会造 成误差．
计算每滴油酸酒精溶液中的纯油酸含量，是难 点之一．设溶液浓度为ρ，每滴体积为 V1，则每滴溶液中，纯
答案：D 方法技巧：掌握该实验的原理是解决问题的关键，该实验 中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以 由体积与面积相除求出油膜的厚度，从而得出分子直径．
【触类旁通】 1．将 1 cm3 的油酸溶液溶于酒精，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，随着酒精溶于水中，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，由此可估算出油酸分子的直 径多大？
解：1 滴油酸酒精溶液含有油酸 V＝2100×510 cm3＝10－10 m3，