全優(yōu)課堂·物理·選擇性必修第三冊(人教版) 課件 第1章　2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

第一章

分子動理論2實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

1.會用油膜法估測分子的大小(重難點).2.體會通過測量宏觀量估算微觀量的方法(難點).課前·

自主預(yù)習一、實驗?zāi)康?．估測油酸分子的大?。?．學會間接測量微觀量的原理和方法．四、實驗步驟1．用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差．2．配制油酸酒精溶液，取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達到500mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，這樣就得到了500mL含1mL純油酸的油酸酒精溶液．3．用注射器(或滴管)將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內(nèi)增加一定體積Vn時的滴數(shù)n.4．向淺盤里倒入約2cm深的水，并將痱子粉或細石膏粉均勻地撒在水面上．5．用注射器(或滴管)將一滴油酸酒精溶液滴在水面上．6．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，并將油酸膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上．7．重復(fù)以上實驗步驟，多測幾組數(shù)據(jù)并算得油酸薄膜的厚度，并求平均值，即為油酸分子直徑的大小．六、注意事項1．實驗前將所有器材用具擦洗干凈．2．痱子粉用量不要太大，油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜．3．淺盤要水平放置，其中的水面離盤口距離應(yīng)較小，以便準確地畫出油膜的形狀．七、誤差分析1．稀釋油酸的實際濃度和理論值間存在偏差．2．一滴稀釋油酸的實際體積和理論值間存在偏差．3．油酸在水面上的實際分布情況和理想中的“均勻”“單分子純油酸層”間存在偏差．4．采用“互補法”(即不足半個的舍去，大于半個的算一個)計算獲得的油膜面積與實際的油膜面積間存在偏差．課堂·

重難探究例1

(2023年廣州華附期中)某實驗小組完成“用油膜法測油酸分子大小”的實驗．(1)該實驗中的理想化假設(shè)是__________．A．將油膜看成單分子層油膜B．不考慮各油酸分子間的間隙C．不考慮各油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成球形對實驗原理和實驗操作的考查(2)該小組進行下列實驗操作，請選出需要的實驗操作，并將它們按操作先后順序排列：__________(用字母符號表示).(3)某次實驗，配置油酸酒精溶液時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸5mL，用注射器測得0.5mL上述溶液有100滴，則一滴油酸的體積為________mL.把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，輪廓線內(nèi)約_______格．圖中正方形小方格的邊長為2cm，油酸膜的面積為______cm2，則油酸分子的直徑是________m．(最后一空結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(4)某次實驗時，該小組四個同學都發(fā)生了一個操作錯誤，導致最后所測分子直徑偏大的是

(

)A．甲同學在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了一點，導致油酸酒精溶液的實際濃度比計算值小了B．乙同學用注射器測得102滴油酸酒精的溶液為0.5mL，不小心錯記錄為100滴C．丙同學在計算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液體積后，不小心拿錯了一個注射器取一溶液滴在水面上，這個拿錯的注射器的針管比原來的粗D．丁同學計算油膜面積時，把凡是半格左右的油膜都算成了一格【答案】(1)ABD

(2)DBFEC

(3)2.5×10-5

64

256

9.8×10-10

(4)AB【解析】(1)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，我們的實驗依據(jù)是：①油膜是呈單分子層分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之間空隙不計，故選ABD．(2)“油膜法估測油酸分子的大小”實驗步驟為：配制酒精油酸溶液(記下配制比例)→測定一滴酒精油酸溶液的體積→準備淺水盤→形成油膜→描繪油膜邊緣→測量油膜面積→計算分子直徑，因此操作先后順序排列應(yīng)是：DBFEC．變式1

(2024年南京月考)在“油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，有下列實驗步驟：①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；②往邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水．待水面穩(wěn)定后將適量的爽身粉均勻地撒在水面上；③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大??；④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)一定體積時的總滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積；⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上．完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是④________．(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)實驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列，體現(xiàn)的物理思想方法為 (

)A．控制變量法

B．等效替代法

C．理想模型法(3)甲組同學在實驗時，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散開形成如圖所示的“鋸齒”邊沿圖案，出現(xiàn)該圖樣的原因可能是 (

)A．盆中裝的水量太多B．爽身粉撒得太多，且厚度不均勻C．盆太小，導致油酸無法形成單分子層(4)乙組同學將1mL的油酸溶于酒精，制成1000mL的油酸酒精溶液；測得0.5mL的油酸酒精溶液有50滴．現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是135cm2.由此估算出油酸分子的直徑為________m．(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(5)丙組同學在實驗中，在求每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液滴數(shù)少計了5滴，計算出的分子直徑________(填“偏大”“偏小”或“不變”).【答案】(1)②①⑤③

(2)C

(3)B

(4)7.4×10-10

(5)偏大【解析】(1)實驗操作時要在淺盤放水、痱子粉，為油膜形成創(chuàng)造條件，然后是滴入油酸、測量油膜面積，計算油膜厚度(即油酸分子直徑)，所以接下來的步驟是②①⑤③.(2)實驗中要讓油酸在水面盡可能散開，形成單分子油膜，并將油膜分子看成球形且緊密排列，體現(xiàn)的物理思想方法為理想模型法.故選C.例2在做“用油膜法估測分子大小”的實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用量筒和注射器測得60滴這樣的溶液為1mL，用注射器把一滴該溶液滴入表面撒有痱子粉的淺盤里，待油膜形狀穩(wěn)定后，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油膜的輪廓，如圖所示．圖中正方形小方格的邊長為2cm.(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)對處理實驗數(shù)據(jù)的考查(1)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL.(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)及圖中的面積，估測出油酸分子的直徑是________m.(3)下列說法正確的是(多選)

(

)A．選用油酸酒精溶液而不是純油酸，目的是讓油酸盡可能散開，形成單分子油膜B．若油酸沒有充分散開，油酸分子直徑的計算結(jié)果將偏小C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直徑的計算結(jié)果將偏大D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)少記了幾滴，油酸分子直徑的計算結(jié)果將偏小【答案】(1)1.7×10-5

(2)7.1×10-10

(3)AC變式2在“用油膜法估測分子大小”的實驗中．(1)某同學計算出的結(jié)果明顯偏大，可能是由于 (

)A．油酸未完全散開B．油酸中含有大量酒精C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液中純油酸的體積時，1mL溶液的滴數(shù)多記了10滴(2)在做實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油膜的近似輪廓如圖所示．圖中正方形小方格的邊長為1cm，根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是________nm.【答案】(1)AC

(2)0.4小練·

隨堂鞏固1．利用油膜法估測分子的大小，需要獲得的物理量是 (

)A．一滴油酸酒精溶液中純油酸的質(zhì)量和它的密度B．一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和它的密度C．一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和它散成油膜的最大面積D．所形成油膜的厚度和它的密度【答案】C2．(2024年蘇州期中)如圖所示，在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，下列說法正確的是

(

)A．為便于形成單分子油膜，配成的油酸酒精溶液濃度要低一些B．計算輪廓范圍內(nèi)正方形個數(shù)時，不足一格的全部舍去C．為清晰顯示油膜邊界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉D．用注射器向水面上滴油酸酒精溶液時，注射器必須豎直【答案】A【解析】配成的油酸酒精溶液濃度要低些，則每滴油酸酒精混合溶液中純油酸的體積就少，鋪在淺盤中形成的油膜的面積就小，更容易形成單分子油膜，A正確；計算輪廓范圍內(nèi)正方形個數(shù)時，大于半格的算一格，小于半格的舍去，B錯誤；為清晰顯示油膜邊界，應(yīng)先撒上痱子粉，再滴入油酸酒精溶液，C錯誤；用注射器向水面上滴油酸酒精溶液時，注射器若豎直，由于重力的作用，滴與滴之間很難分開，容易多滴，產(chǎn)生較大誤差，因此注射器要傾斜滴，D錯誤．3．(2024年宿遷月考)做“用油膜法測分子直徑”實驗時，某同學所測分子直徑偏大，可能原因是

(

)A．在用注射器測算出滴出一滴油酸酒精溶液體積后，不小心錯拿另一個針管比原來粗的注射器取溶液滴在水面上B．乙同學用注射器測得80滴油酸酒精的溶液為1mL，不小心錯記錄為81滴C．丙同學計算油膜面積時，把所有不足一格的都算成了一格D．丁同學在配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精加多了【答案】D4．在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，在玻璃板上描出油膜的輪廓，然后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖所示，坐標紙上正方形小方格的邊長為10mm，該油膜的面積是______m2，若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是4×10-6mL，則油酸分子的直徑是________m.【答案】8×10-3

5×10-105．(2024年濰坊期中)某同學在用油膜法估測油酸分子直徑大小的實驗中，進行了如下操作：A．將配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，記下50滴溶液的體積為2mL；B．向淺盤中倒入適量的水，并向水面均勻地撒入痱子粉；C．將1mL純油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液；D．把玻璃板放在坐標紙上，計算出薄膜的面積；E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面穩(wěn)定后將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓；F．按照得到的數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑．(1)上述操作正確的順序是________(填步驟前的字母).(2)將描出油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示．已知坐標紙中正方形小方格的邊長為2cm，則本次實驗測得的油酸分子直徑大小約為________m(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字).(3)若實驗時痱子粉撒得太厚，會導致所測的分子直徑__________(填“偏大”或“偏小”).(4)若已知純油酸的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，在測出油酸分子直徑d后，還可以繼續(xù)測出阿伏加德羅常數(shù)NA＝______________(用題