第15章 实验19 用油膜法估测油酸分子的大小(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中物理高考一轮总复习（粤教版2019）

高考复习顶层设计·物理 赢在微点 高考复习顶层设计 物理 第十五章 热　学 实验19　用油膜法估测 油酸分子的大小 1.知道油膜法估测分子大小的原理。2.掌握用油膜法估测油酸分子大小的方法。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验储备·归纳 自主落实 回扣教材 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 实验类型·突破 关键能力 深度剖析 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 类型1　实验基本技能应用 【典例1】　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,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25 mm。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为________油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。图中油酸膜的面积为________m2;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为________m3;根据上述数据,估测出油酸分子的直径为________m。(均保留2位有效数字) (2)某同学在实验过程中,在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜,实验时观察到,油膜的面积会先扩张后又收缩了一些,这是为什么呢? 请写出你分析的原因:______________________________________。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)油膜面积占68小格,面积约为S=68×25×25×10-6 m2≈4.3× 10-2 m2,一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积V=××10-6 m3= 1.2×10-11 m3,油酸分子的直径约等于油膜的厚度d== m≈ 2.8×10-10 m。 (2)主要有两个原因:①水面受到落下油滴的冲击,先陷下后又恢复水 平,因此油膜的面积扩张;②油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩。 答案　(1)球体　单分子　直径　4.3×10-2　1.2×10-11　2.8×10-10 (2)①水面受到落下油滴的冲击,先陷下后又恢复水平,因此油膜的面积扩张;②油酸酒精溶液中的酒精挥发,使液面收缩 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 【典例2】　在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,具体操作如下: ①取油酸0.1 mL注入250 mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250 mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液。 ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0 mL为止,恰好共滴了100滴。 ③在边长约40 cm的浅盘内注入约2 cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有痱子粉,可以清楚地看出油膜轮廓。 ④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状。 ⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个。 (1)这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。 (2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3,求得的油膜分子直径为________m。(均保留2位有效数字) 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=× mL=4.0× 10-6 mL=4.0×10-12 m3,形成油膜的面积S=1.02×(67+14) cm2=8.1× 10-3 m2,油酸分子的直径d=≈4.9×10-10 m。 答案　(1)直径　(2)4.0×10-12　4.9×10-10 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 类型2　实验的迁移、拓展和创新 【典例3】　在“用油膜法估测分子的大小”实验中,已知一滴溶液中油酸的体积为V油酸,配制的油酸溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1∶ 5 000,1 mL溶液滴25滴,那么1滴溶液的体积是________mL,所以1滴溶液中油酸的体积为V油酸=________cm3。若实验中测得结果如表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子直径d0=1.12×10-10 m作比较,判断此实验是否符合数量级的要求:________ (填“是”或“否”)。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　由题给条件得,1滴溶液的体积V溶液= mL=4×10-2 mL,因为=,故1滴溶液中油酸的体积为V油酸=V溶液=× 次数 S/cm2 d=/cm d的平均值/m 1 533     2 493   3 563   实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 cm3=8×10-6 cm3。据此算得3次测得d的结果分别为1.50×10-8 cm、1.62×10-8 cm、1.42×10-8 cm,d的平均值=≈1.51×10-10 m。 这与公认值的数量级相吻合,故本次估测数值符合数量级的要求。 答案　4×10-2　8×10-6　1.50×10-8　1.62×10-8 1.42×10-8　1.51×10-10　是 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 高效训练·提能 拓广视野 智学慧考 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 1.测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用移液管量取0.25 mL油 酸,倒入标注250 mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴入2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待薄膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。坐标格的正方形大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是________cm2(保留2位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是________m(保留1位有效数字)。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (2)如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8 m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为________m(保留2位有效数字)。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)数油膜的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,估算出油膜的面积S=格数×2 cm×2 cm=256 cm2=2.6×102 cm2。溶液浓度为,每滴溶液体积为 mL,2滴溶液中所含油酸体积V=2× 10-5 cm3,油膜厚度即油酸分子的直径d=≈8×10-10 m。 (2)直径为1.43×10-8 m的圆周周长为πd≈4.5×10-8 m,可以估算出铁原子的直径约为 m≈9.4×10-10 m。 答案　(1)2.6×102　8×10-10　(2)9.4×10-10 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 2.在“用油膜法测量分子大小”的实验中,某同学操作如下: ①取1.0 mL油酸配成250 mL油酸酒精溶液; ②用滴管吸取1.0 mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒,全部滴完共滴了20滴; ③在边长约10 cm的正方形浅盘内注入适量的水,将痱子粉均匀地撒在水面上,用滴管滴入一滴溶液; ④待油膜形状稳定后,将绘有方格的玻璃板放在 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 浅盘上,绘出油酸的轮廓(如图所示),每个方格边长为1.0 cm。 (1)实验中一滴油酸酒精溶液含________ mL油酸。 (2)由上述数据估算得到油酸分子直径约为________m。 (3)若该同学在计算油酸膜面积时,对不完整的方格均不计数,由此估算得到的油酸分子直径将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (4)已知油酸分子的直径约为8×10-10 m,该同学实验结果产生偏差的可能原因是___________________________________________,理由是__ ________________________________________________________。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 解析　(1)该实验中一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积V=× mL=2×10-4 mL。 (2)油膜的面积约为S=55×12×10-4 m2=5.5×10-3 m2,则分子直径d=≈3.6×10-8 m。 (3)若该同学在计算油酸膜面积时,对不完整的方格均不计数,则算得的油膜面积偏小,由此估算得到的油酸分子直径偏大。 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 (4)已知油酸分子的直径约为8×10-10 m,该同学实验结果产生偏差的可能原因是:油酸膜可能没有充分展开,形成的并不是单分子油膜层。理由是:2×10-10 m3的油酸若形成紧密排列的单分子膜时,油膜面积约为0.25 m2,远大于浅水盘内的水面面积,说明实际上油膜不可能是单分子油膜。 答案　(1)2×10-4　(2)3.6×10-8　(3) 偏大 (4)油酸膜可能没有充分展开,形成的并不是单分子油膜层　2× 10-10 m3的油酸若形成紧密排列的单分子膜时,膜面积约为0.25 m2,远大于浅水盘内的水面面积,说明实际上油膜不可能是单分子油膜 实验19　用油膜法估测油酸分子的大小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 高效训练·提能 实验类型·突破 实验储备·归纳 本部分内容讲解结束 $$