第01章 分子动理论（课件2）-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（教科版选修3-3）

2 学生实验：用油膜法估测油酸分子的大小 第一章　分子动理论 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第 2 节　 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． 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．对实验数据的收集和处理方法的理解． 课标定位 课前自主学案 图1－2－1 三、实验器材 量筒，注射器，浅盘，油酸酒精溶液，玻璃板，坐标纸，痱子粉或滑石粉，细彩笔，水． 四、实验步骤 1．用注射器吸入一定体积(如1 mL)事先配制好的油酸的酒精溶液，再均匀地滴出，记下滴出的滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积V0. 2．在边长约30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开． 3．当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸膜的形状画在玻璃板上． 注意事项 1．油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免造成溶液浓度改变，产生误差．油酸酒精溶液的浓度以小于0.001为宜． 2．实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内． 核心考点突破 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，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，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，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁． 5．从盘的中央加痱子粉或细石膏粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉撒在水面上的效果好． 特别提醒： (1)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可． (2)简化处理是在一定场合、一定条件下，突出客观事物的某种主要因素、忽略次要因素而建立的．将分子简化成球形，并且紧密排列，有利于主要问题的解决． 类型一 油膜法测分子直径 例1 在做用油膜法估测分子大小的实验中，油酸酒精的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为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1－2－2所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm.试求： 课堂自主讲练 图1－2－2 (1)油酸膜的面积是多少cm2? (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． 【答案】　(1)106 cm2　(2)8×10－6 mL　(3)7.5×10－10 m 类型二 估测分子大小的相关计算 例2 利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和阿伏伽德罗常量，如果已知体积为V的一个油滴在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，求这种油分子的直径表达式；如果这种油摩尔质量为M，密度为ρ，再写出阿伏伽德罗常量的表达式． 【思路点拨】　 求分子体积时，将油酸分子看成小球来处理． 【自主解答】　本题已明确告诉我们油膜已充分展开成单分子油膜，因此油的厚度即为油分子的直径．仍需注意的是：油分子的微观结构被“模型化”为紧密排布式．设油分子的直径为D，则D＝V/S.阿伏伽德罗常量是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，设一个油分子的质量为m，一个油分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常量NA＝M/m＝Vm/V0，Vm是油的摩尔体积． 【答案】　D＝V/S　NA＝(6MS3)/(ρπV3) 答案：10 m2 T H A N K S 一、实验目的 　用油膜法估测分子的大小． 二、实验原理 把一定体积的油酸滴在水面上使其形成单分子油膜，如图1－2－1所示，不考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模形，计算出1滴油酸中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S，通过计算求出油膜的厚度D，即D＝eq \f(V,S)就是油酸分子的直径． 4．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数学的方法估算出油膜的面积S. 5．根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V. 6．用公式D＝eq \f(V,S)(D为油酸分子直径)，计算得到油酸分子的大小． 五、数据处理 计算方法: 1．一滴油酸溶液的平均体积eq \x\to(V) eq \x\to(V)＝eq \f(N滴油酸溶液的体积,N) 2．一滴油