第一章 2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（课件）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

第一章 分子动理论 2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 必修第三册 人教版 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． 学习目标 知识梳理 一、实验思路 把1滴油酸酒精溶液滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子中的烃基C17H33-组成． 把分子简化为球形处理，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，即油酸分子的直径等于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，如图1所示． 图一 二、实验器材 配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉(或细石膏粉)、注射器、烧杯、玻璃板、彩笔、坐标纸． 三、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. (1)配制一定浓度的油酸酒精溶液． (2)用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数． (3)用它们的总体积除以总滴数，得到1滴油酸酒精溶液的体积． (4)根据溶液浓度计算其所含纯油酸的体积V. 2．测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S. (1)在浅盘里盛上水，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上． (2)用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液形成一块有轮廓的油膜． (3)待油膜形状稳定后，将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状． (4)根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． (5)把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S. 四、数据分析 1．用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和该油膜面积S计算出油膜厚度，即油酸分子的直径d＝. 2．除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为10－10 m. 五、注意事项 1油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免浓度改变，造成较大的实验误差． 2．实验前应注意检查浅盘是否干净，爽身粉(或细石膏粉)应均匀撒在水面上． 3．向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成． 4．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描轮廓． 5．计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个． 例题 1.（2021高二下·定远月考）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滴该溶液时液面恰好与量筒中的 1ml 刻度齐平，再用滴管取配好的油酸溶液，向盛水浅盘中滴下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，如图所示。坐标格的正方形大小为2cm2cm。由此估算出油膜的面积是________ cm2 ，油酸分子的直径是________ m2 。（保留一位有效数字） （2）关于用“油膜法估测油酸分子的大小”的实验，下列说法中正确的是_____。 A.单分子油膜的厚度被认为等于油酸分子的直径 B.实验时先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上 C.实验中数油膜轮廓内的正方形格数时，不足半格的舍去，超过半格的算一格 D.处理数据时将油酸酒精溶液的体积除以所形成的油膜面积就可算得油酸分子的直径 参考答案 【答案】 （1）252；8 （2）A,C 【考点】估测分子大小 【解析】【解答】(1)由题目中图示油膜可知， 油膜的面积为S=63×2cm×2cm=252cm2 两滴油酸溶液含纯油的体积 油酸分子的直径为 (2)A．该实验中把单分子油膜的厚度被认为等于油酸分子的直径，A符合题意； B．实验时先把痱子粉洒在水面上，然后将一滴油酸酒精溶液滴入水面上，B不符合题意； C．实验中数油膜轮廓内的正方形格数时，不足半格的舍去，超过半格的算一格，C符合题意； D．处理数据时将油酸酒精溶液中含纯油酸的体积除以所形成的油膜面积就可算得油酸分子的直径，D不符合题意。 故答案为：AC。 例题 2.（2020高二下·科尔沁左翼后旗期末）在用油膜法估算油酸分子大小的实验中 （1）将每个油酸分子视为________模型； （2）实验中，为了使油酸充分展开，获得一块________油膜，需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中； （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，下列说法中可能正确的是_____