1.2 实验 用油膜法估测油酸分子的大小（课件）-2024-2025学年高二物理同步精讲练（人教版2019选择性必修第三册）

第一章：第2节 实验 用油膜法估测 油酸分子的大小 高中物理选择性必修第三册 制作：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第三册 实验思路 物理量的测量 数据分析 巩固提升 问题？ 00. 高中物理选择性必修第三册 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3 mm左右的水珠，它的大小与细菌差不多，用肉眼无法观察，就是在这样小的水珠里，分子的个数竟比地球上人口的总数还多上好几倍！ 那么，通过什么途径可以知道分子的大小呢? 实验思路 第一部分 实验原理 01. 高中物理选择性必修第三册 单分子油膜层 忽略分子间隙 分子都是球形 原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如果把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径。 高中物理选择性必修第三册 实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,从而获得纯油酸形成的油膜。 实验思路 02. 实验器材 03. 高中物理选择性必修第三册 配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、水、爽身粉、注射器、烧杯、带有坐标方格的玻璃板、彩笔。 物理量的测量 第二部分 测量1滴溶液纯油酸的体积V 01. 高中物理选择性必修第三册 例如向1mL油酸中加入酒精，直至总体积为500mL，油酸占油酸酒精溶液体积比为2‰. 用注射器吸取1mL的油酸酒精溶液，将溶液一滴一滴滴入烧杯，记下液滴数为N。 1滴油酸酒精溶液体积为 V0=1mL/N 1滴溶液中纯油酸体积为 V=V0×2‰ 测量油膜面积S 02. 高中物理选择性必修第三册 1.将爽身粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面上散开，形成一块薄膜，薄膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓。 2.待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上。 3.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S。 高中物理选择性必修第三册 描绘出油膜轮廓后，数出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。油膜面积等于正方形面积乘以正方形个数。 测量油膜面积S 03. 算作一个正方形 算作一个正方形 舍去 高中物理选择性必修第三册 测量油膜面积S 04. 数据分析 第三部分 数据分析 01. 高中物理选择性必修第三册 根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据油酸的体积V 和油膜的面积S 算出油酸分子的直径 d＝V/S 。 除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为。 实验只要求估测大小，实验结果 的数量符合要求即可。 几个数据处理 02. 高中物理选择性必修第三册 1.油酸酒精溶液的体积浓度比： 2.一滴油酸酒精溶液的平均体积：　　　 3.一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积： X% = ×100％ = V0= × X% 误差分析 03. 高中物理选择性必修第三册 1.配制油酸酒精溶液时，由于油滴大小不一而引起误差 2.纯油酸体积的计算引起的误差 3.油膜未完全展开而形成的误差 4.描画油酸薄膜的轮廓及油膜面积的计算造成的误差等 注意事项 04. 高中物理选择性必修第三册 1.实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净；实验时，吸取油膜、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果. 2.待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷 后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩。 高中物理选择性必修第三册 3.本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可。 4.爽身粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度以小于1/1000为宜。 5.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜轮廓难以形成。 注意事项 05. 知识点讲解 总结提升 第四部分 课堂小结 高中物理选择性必修第三册 实验 除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为。 数据分析 原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜，如果把油酸分子简化成球形，则油膜的厚度即为油酸分子的直径。 实验思路 测量1滴溶液纯油酸的体积V 测量油膜面积S 物理量的测量 例题1 例题精选 01. 【参考答案】B 高中物理选择性必修第三册 如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤： (1)下列有关该实验的说法正确的是____________。 A．图中的操作步骤顺序是：丙→丁→乙→甲 B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验 C．往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓 例题1 例题精选 02. 【参考答案】(2)(3)C 高中物理选择性必修第三册 (2)若实验时油酸酒精溶液中纯油酸占总体积的0.2%，用注射器测得100滴这样的油酸溶液为1mL，取1滴这样的溶液滴入浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为 。 (3)不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是______。 A B C 解析 例题解析 03. 高中物理选择性必修第三册 【解析】（1）A．根据题意，由实验原理可知，用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤为丙→乙→丁→甲，故A正确；B．油酸酒精溶液配制好后，不能搁置很久才做实验，避免酒精挥发，浓度发生变化，实验有误差，故B错误；C．应等油酸完全散开稳定后才开始描绘油膜轮廓，故C错误。故选B。 （2）根据题意可知，1滴这样的溶液中的油酸体积为 （3）最理想的情况是爽身粉很薄，容易被油酸酒精溶液冲开，近似圆形，选C。 例题2 例题精选 04. 高中物理选择性必修第三册 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。 （1）单分子油膜：油酸分子式为，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。 例题2 例题精选 05. 高中物理选择性必修第三册 （2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。 （3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。 （4）平静水面：在边长为30~40cm浅盘里倒入2~3cm深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。 （5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。 （6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。 （7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。 例题2 例题精选 06. 高中物理选择性必修第三册 ①油膜的面积为 （结果保留两位有效数字）； ②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）； ③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是 。 A．油酸在水面未完全散开时即描线 B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内 C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数 BC 解析 例题解析 07. 高中物理选择性必修第三册 【解析】[1]根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约140格，故油膜面积为 [2]一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为 油酸分子的直径约为 [3]A．油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误； B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确； C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。故选BC。   THANKS cqw (c) - 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.50.100 $$