1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课件-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，围绕单分子油膜层厚度等于分子直径的原理（d=V/S）展开，通过水珠中分子数量的实例导入，衔接分子动理论基础，为微观测量方法学习搭建认知支架。 其亮点在于实验设计完整，涵盖原理、步骤、数据测量及误差分析，体现科学探究与模型建构。如“思考与讨论”分析理想化处理（单分子油膜、球形分子）培养科学思维，误差分析（浓度变化、面积计算）提升探究能力。助力学生掌握实验方法，教师可直接用于教学，提高效率。

第一章 分子动理论 第2节 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 分子十分微小。以水为例，一个直径为10-3mm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? 分子 直径:10-10m 直径:10-3mm 水珠 一、实验思路 单分子油膜层忽略分子间隙，分子都是球形 1.实验原理：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。 油酸分子 一滴溶液中纯油酸的体积 单分子油膜层的面积 油酸分子 二、实验器材 油酸、酒精、清水、滴管（或注射器）、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、浅水盘、坐标纸。 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。 三、实验步骤 1.用注射器吸入一定体积(如1 mL)事先配制好的油酸酒精溶液，再均匀地滴到玻璃杯中，记下滴出的总滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积V0。 2.在边长30~40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待其散开。 3.当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，用细彩笔仔细地把油酸薄膜边缘的形状画在玻璃板上。 4.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，用数格的方法估算出油膜的面积S。 5.根据油酸酒精溶液的浓度和已测出的一滴油酸酒精溶液的体积V0，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。 6.用公式D=(D为油酸分子直径)，计算得到油酸分子的大小。 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。 1滴油酸的体积= ×油酸酒精溶液浓度 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 撒爽身粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓. (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 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 油酸分子 1.实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、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. 油酸酒精溶液配置好后不要久置，以免浓度改变，给实验带来较大的误差。 3. 向水面滴油酸酒精溶液时，注射器应靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜。 五、注意事项 4.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。 5.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。 6.做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦净，最后用水冲洗，以保持盘的清洁。 1.油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。 2.测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。 3.油酸的体积过大，或水面面积过小，不能形成单分子油膜。 4.描绘油膜形状的画线误差。 5.利用小正方形数计算油膜的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。 6.不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。 六、误差分析 思考与讨论1：实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？ 用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油酸，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜，同时酒精易挥发，不影响测量结果。 思考与讨论2：在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理，那么，有哪些地方做了理想化处理？ (1)把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层； (2)把分子看成球形； (3)油酸分子一个紧挨一个整齐排列。 水面上单分子油膜的示意图 油酸分子 1.下面哪些措施可以减小“用油膜法估测分子的大小”的实验的误差（ ） A．装在浅盘中的水用蒸馏水 B．向水中滴油酸酒精溶液液滴时，只要注射器针尖离水面近一些就可以，没有其他要求 C．在描绘油膜形状时，透明盖板要离水面近些 D．在油膜稳定后再描绘油膜的形状 ACD 2.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列做法不正确的是(　　) A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1 mL，则1滴溶液中含有油酸小于10－2 mL B.往浅盘里倒入适量的水，再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积 C 3.某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由（ ） A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精 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1 mL油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴 D 4.在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每一小方格的边长为1cm，试求： （1）油酸薄膜的面积是________cm2； （2）实验测出油酸分子的直径是______________m（结果保留两位有效数字）； （3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？ 114 6.6×10－10 这样做的目的是让油膜在水面上形成单分子油膜。 Lavf58.28.100 $