1.2：实验：用油膜法估测油酸分子的大小-2023-2024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 【考点归纳】 考点一：用油膜法估测油酸分子直径的误差分析 考点二：用油膜法估测油酸分子直径的原理和实验步骤 考点三：油膜法估测油酸分子直径实验 【知识归纳】 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． 【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．（2023下·江苏扬州·高二统考期中）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列说法正确的是（　　） A．为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些 B．为清晰显示油膜的边界，应该在滴入油酸酒精溶液后撒上痱子粉 C．如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，会导致测量结果偏小 D．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些 【答案】D 【详解】A．配成的油酸酒精溶液浓度低一些，每滴酒精油酸混合溶液中纯油酸的体积就少，铺在浅盘中形成的油膜的面积就小，更容易形成单层油膜，故A错误； B．为清晰显示油膜的边界，应该先撒上痱子粉再滴入油酸酒精混合溶液，故B错误； C．如果将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，那么油酸的体积偏大，根据实验原理可知，油酸分子的直径为 可知会导致测量的油酸分子的直径偏大，故C错误； D．为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些，由于轮廓采取估测法，因此方格越小误差越小，故D正确。 故选D。 2．（2023·全国·高二专题练习）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（    ） A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙 B．分子直径等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比 C．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格 D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小 【答案】A 【详解】A．该实验中，将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，A正确； B．分子直径等于滴入的油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积与油膜的面积之比，B错误； C．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，超过半格的算一格，不足半格的舍去，C错误； D．若油酸未完全散开，导致测量的油膜面积偏小，会使测出的分子直径偏大，D错误。 故选A。 3．（2022下·江苏宿迁·高二统考期末）在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜 B．中的V是一滴油酸酒精溶液的体积 C．若油酸酒精溶液浓度太高，会使油酸分子直径的测量值偏小 D．测量油膜面积时，必须让油膜形成规则的几何形状 【答案】A 【详解】A．该实验中是将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列而形成的单层分子膜，故A正确； B．公式 中的V