1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第三册）

1.2：实验：用油膜法估测油酸分子的大小 一：知识精讲归纳 一、实验原理 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，如图所示． 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． 二：考点题型归纳 题型一：用油膜法估测油酸分子直径的误差分析 1．在“用油膜法估测分子直径大小”实验中，某同学测得到油酸分子直径的结果明显偏小，可能是由于（　　） A． 油酸酒精溶液中含有大量酒精 B．油酸在水面未完全散开 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了几滴 2．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列实验操作会让测量结果偏大的是（　　） A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验 B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴 C．在水面上撤的痱子粉偏多 D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格 3．某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏小，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的溶液的滴数误多记了10滴 题型二：用油膜法估测油酸分子直径的原理和实验步骤 4．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是（　　） A．一滴油酸的体积和它的密度 B．一滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积 C．一滴油酸的质量和它的密度 D．一滴油酸形成油膜的厚度和它的密度 5．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　） A．该实验中假设油酸分子是球模型，油酸在水面形成了单分子油膜 B．实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸 C．由题目中数据可知油酸分子的直径为 D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为 6．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（　　） A．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上 B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格 C．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积 D．用油膜法可以精确测量分子的大小 题型三：油膜法估测油酸分子直径实验 7．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用量筒和注射器测得60滴这样的溶液为1mL，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为2cm。（计算结果均保留两位有效数字） （1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的