1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（教科版）

该高中物理课件围绕“用油膜法估测油酸分子的大小”实验展开，系统涵盖实验原理（D=V/S）、器材、步骤、数据处理及误差分析，通过知识辨析问题（如纯油酸使用、体积计算等）引导学生构建从原理到操作的完整认知支架。 其亮点在于融合科学思维（误差分析中推理酒精挥发、痱子粉量对结果的影响）与科学探究（实验步骤规范及数格子算面积），典例结合阿伏伽德罗常量推导深化物质观念。知识辨析培养质疑创新能力，助力学生提升实验操作与数据分析素养，为教师提供结构化教学资源。

　　利用油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子大小。把一滴用酒精稀释过的 油酸滴在水面上时,油酸会在水面上散开,其中的酒精溶于水中,并很快挥发,在水面上形成一 层单分子纯油酸薄膜,可以粗略地认为油酸薄膜的厚度D等于油酸分子的大小(直径)。测出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,则D= 。   必备知识 清单破 2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小 知识点1 实验原理 第一章　分子动理论 高中同步 　　量筒、注射器、浅盘、油酸酒精溶液、玻璃板、坐标纸、痱子粉或滑石粉、细彩笔、水。 知识点2 实验器材 第一章　分子动理论 高中同步 实验步骤 1.用注射器吸入事先配制好的体积为V1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n,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.待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用细彩笔将油酸薄膜边缘的形状画在玻璃 板上。 知识点2 第一章　分子动理论 高中同步 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酸薄膜的面积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,计算出一滴油酸酒精溶 液中纯油酸的体积V。 6.根据D= 计算得出油酸分子的直径。 第一章　分子动理论 高中同步 知识辨析 1.在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,直接用纯油酸会更准确些吗? 2.用注射器向量筒里逐滴滴入配制好的油酸酒精溶液至1 mL,记下滴数n,则1滴溶液中含纯 油酸的体积是  mL吗? 3.若撒入水中的痱子粉太多,会使测出的分子直径偏大还是偏小? 第一章　分子动理论 高中同步 一语破的 1.不会。用纯油酸会出现分子堆积,难以形成单分子油膜,会造成很大的误差。 2.不是。  mL是1滴油酸酒精溶液的体积。 3.偏大。痱子粉太多,油酸不能完全散开,导致油膜面积的测量值偏小,由D= 可知测出的分 子直径偏大。 第一章　分子动理论 高中同步 1.数据处理 　　根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V,算出一滴油酸酒精溶液形成的单分子油膜的面积S,代入公式D= ,得到油酸薄膜的厚度D,即油酸分子直径的大小。 　　计算方法如下: (1)一滴油酸酒精溶液的平均体积 = 。 (2)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V= ×油酸酒精溶液的体积比。 关键能力 定点破 定点　数据处理与误差分析 第一章　分子动理论 高中同步   (3)油膜的面积S=na2 cm2。(n为有效格数,少于半格舍去,多于半格算一格,小方格的边长为a cm) (4)分子直径D= 。(代入数据时注意各物理量的单位要统一) 2.误差分析 (1)配制好的油酸酒精溶液若长时间放置,由于酒精的挥发,油酸酒精溶液体积分数偏大,一滴 油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V计算值偏小,分子直径d测量值偏小; (2)若取一滴纯油酸滴入水面,导致分子堆积,使得油膜的面积计算值偏小,分子直径d测量值 偏大; 第一章　分子动理论 高中同步 (3)滴入一滴油酸酒精溶液后,未静置一会,油酸未完全散开,使得油膜的面积计算值偏小,分子 直径d测量值偏大; (4)计算油膜的面积时,舍去所有不足一格的面积,使得油膜的面积计算值偏小,分子直径d测 量值偏大; (5)累积法记录滴数时多记了一滴,使得一滴油酸酒精溶液的体积计算值偏小,分子直径d测量 值偏小。 第一章　分子动理论 高中同步 典例　利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏伽德罗常量。 (1)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时,配制的油酸酒精溶液的浓度【1】为每 1 000 mL 溶液中有纯油酸1 mL,用注射器测得1 mL上述溶液有200 滴【2】,把1滴该溶液滴入盛有 水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形 小方格的边长为1 cm【3】,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　　    mL,根据上 述数据,估测出油酸分子的直径是　　　    m。   第一章　分子动理论 高中同步 (2)如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油酸的密 度为ρ,摩尔质量为M【4】,则阿伏伽德罗常量的表达式为　　　　    。 第一章　分子动理论 高中同步 信息提取　【1】【2】计算出一滴油酸酒精溶液的体积,结合油酸酒精溶液的浓度,求出一 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积; 【3】数油膜轮廓所围的格子数时要注意,不足半格的舍去,占半格或以上的算作一格,算出油 膜的面积; 【4】可以计算这种油酸的摩尔体积。 第一章　分子动理论 高中同步 思路点拨    (1)先计算出一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积V,再计算出一滴油酸酒精 溶液所形成的油膜的面积S,最后应用D= 计算油酸分子的直径。 (2)可以将这种油酸的分子形状视为球体【5】,先推导出这种油酸的分子体积V0的表达式和摩 尔体积Vmol的表达式,最后应用NA= 推导出阿伏伽德罗常量的表达式。 解析    (1)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V=  mL=5×10-6 mL(由【1】【2】得到), 由图可知油膜轮廓所围格子数约为40,油膜的面积为S=40 cm2(由【3】得到), 油酸分子的直径D= =  m=1.25×10-9 m。 (2)设这种油酸单个分子的直径为d,则d= ,体积为V0= π   3, 第一章　分子动理论 高中同步 这种油酸的摩尔体积Vmol= (由【4】得到), 阿伏伽德罗常量的表达式为NA= = 。 答案    (1)5×10-6    1.25×10-9 (2)  第一章　分子动理论 高中同步 $