1、2实验：用油膜法估测油酸分子的大小重点关注(1)理想化：认为在水面上形成的油酸薄膜是由单层的油酸分子组成的(2)模型化：把油酸分子简化为球形(3)估测：认为油膜的厚度就是油酸分子的直径核心素养目标(1)知道用单分子油膜方法估算分子的直径的原理(2)培养学生在物理学中的估算能力(3)体会通过测量宏观量来研究微观量的思想方法.实验目的(1)学会用油膜法估测油酸分子大小(2)初步学会用统计的方法求物理量实验器材序号器材名称备注1无水酒精2油酸若干毫升3浅盘1只30 cm40 cm4注射器(或滴管)1支5透明玻璃盖板1块6量筒1个500 mL7烧杯1个8彩色水笔1支9爽身粉(或石膏粉)带纱网或粉扑10
2、坐标纸1张实验思路与测量一、实验思路1用注射器(或滴管)取1 mL的油酸，向1 mL油酸中加酒精，直至总量达到500 mL配制成备用_溶液；用注射器(或滴管)提取1 mL油酸酒精溶液，并测算出从滴管中滴出一滴油酸酒精溶液的体积，进而算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V.2在盛水浅盘中装入约2 cm深的蒸馏水，为便于观测油膜的面积，可在水面上轻撒一层_，然后在水面中央滴一滴油酸酒精溶液，于是油酸在水面上迅速散开，待油膜面积不再扩大时，将_盖在浅盘上，用彩色笔描出油膜的轮廓图(如图甲所示)；数出油膜所占的_，然后计算出_，于是，由d_便可测算出油膜的厚度3油酸在水面上形成单分子层油膜，油酸分子的一
3、端对水有很强的亲和力，被吸引在水中，另一端对水没有亲和力，便冒出水面油酸分子都是直立在水中的，单分子油膜的厚度等于油酸分子的长度若把分子看成小球(如图乙所示)，油膜的厚度也就等于分子的直径，其数量级为_m.二、物理量的测量1测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积(1)用注射器(或滴管)取1 mL的纯油酸，放入500 mL的量筒中，然后再向量筒内加无水酒精，直到总量达到500 mL，则油酸酒精溶液的浓度为_(2)用注射器吸取m毫升油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数N.则1滴油酸酒精溶液的体积为_毫升(3)1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积V_毫升2测量1滴油酸酒精溶液在水面上
4、形成的油膜面积S.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，然后，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开，形成一块_油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出它的轮廓如图在玻璃板上描下薄膜的形状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_的个数，不足半个的_，多于半个的算_然后，把正方形的总个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S.如图正方形的总个数为87个如果正方形的边长为1 cm，则油膜的面积为_m2.要点一实验原理及实验步骤1实验步骤(1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将爽身粉均匀撒在水面上(2)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于
5、酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液，则油酸酒精溶液中油酸的浓度为.(3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V0 mL.(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上(5)待油酸薄膜形状稳定后，将带有方格的玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状(6)算出油酸薄膜的面积S，即玻璃板上有边长为1 cm的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S.计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个(7)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V108 m3.(8)由公式d算出油酸薄膜的厚度d，即为油酸分子直径
6、的大小2注意事项(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)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差(3)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(4)浅盘中的水应保持平稳，爽身粉应均匀撒在水面上(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)爽身粉不宜撒得过厚(7)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成【例1】某实验小组进行“用油膜法估测油酸
7、分子的大小”实验探究(1)在该实验中，采用的理想化假设是_A将油膜看成单分子层油膜B不考虑各油酸分子间的间隙C不考虑各油酸分子间的相互作用力(2)在该实验中做法正确的是_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102 mLB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C将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积D根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d，即油膜分子的直径变式训练1(1)如图所示的四个图反映“
8、用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_(用符号表示)(2)体积为10 cm3的油滴，滴在水面上展开形成单分子油膜，则油膜面积的数量级为_A109 cm2 B106 cm2C104 cm2 D102 cm2(3)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的_A摩尔质量 B摩尔体积C质量 D体积要点二数据处理及误差分析1实验数据处理(计算)方法(1)1滴油酸酒精溶液的平均体积，.(2)1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.(3)油膜的面积Sn1 cm2(n为有效格数，小方格的边长为1 cm)(4)分子直径d(代入数据时
9、注意单位的统一)2误差分析：本实验误差通常来自四个方面：(1)油酸酒精溶液的实际浓度与理论值间存在偏差；(2)不能形成单分子油膜；(3)油滴的体积的测量产生误差；(4)计算油膜的面积有误差(每个方格面积越小，误差越小)【例2】在做用油膜法估测油酸分子大小的实验中，油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.试求：(1)油酸膜的面积是_cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中
10、含有纯油酸的体积为_cm3.(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径为_m.(4)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：_.变式训练2在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将1 mL的油酸加入酒精中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液，通过注射器测得80滴这样的溶液为1 mL，取1滴溶液滴在撒有爽身粉的浅水槽中，待油膜界面稳定后，测得油膜面积为253 cm2.(1)估算油酸分子的直径d_m(结果保留一位有效数字)(2)将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用
11、该溶液进行实验会导致分子直径的测量结果_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)1(多选)“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是()A将油酸形成的膜看成单分子油膜B不考虑各油酸分子间的间隙C考虑了各油酸分子间的间隙D将油酸分子看成球形2在做“油膜法估测分子的直径”的实验中，下列操作正确的是()A将纯油酸直接滴在水面上B向量筒中滴1 mL油酸酒精溶液，记下其滴数C用试管向水面倒油酸酒精溶液少许D在计算油膜面积时，凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数3(多选)某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A油酸未完全散开B油酸中含有大量酒精C求每滴体积时，1 mL溶液的滴数
12、多数了几滴D计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格4在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_(填写步骤前面的
13、数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为_m(结果保留1位有效数字)2实验：用油膜法估测油酸分子的大小基础导学研读教材一、1.油酸酒精2爽身粉有坐标方格的玻璃板格数油膜的面积S31010二、1.(1)0.2%(2)(3)0.2%2油膜正方形舍去一个课堂互动合作探究要点一【例1】【解析】(1)用油膜法估测分子大小的实验中，分子直径是根据体积与面积之比求出的，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，故选AB.(2)
14、A错：实验中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滴油酸酒精溶液的体积是102 mL，含有纯油酸的体积小于102 mL.B错：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，待油酸在液面上分布均匀并稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状C对：将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积D对：根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度出d，即油酸分子的直径【答案】(1)AB(2)CD变式训练1解析：(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液测定一滴
15、油酸酒精溶液的体积准备浅盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径所以操作先后顺序排列应是cadb.(2)单分子油膜的厚度等于分子的直径，约为d1010 m，所以S m2105 m2109 cm2，故A正确(3)设一个油酸分子的体积为V1，则V1d3，则NA可知，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积答案：(1)cadb(2)A(3)B要点二【例2】【解析】(1)根据图中的轮廓可知，油膜面积S1071 cm2107 cm2.(2)由1 mL溶液为75滴可知1滴溶液的体积为 mL，又知每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.则1滴溶液中含纯油酸的体积为V mL8106 mL8106 c
16、m3.(3)油酸分子直径d cm7.5108 cm7.51010 m.(4)主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击使油膜的面积扩张；油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩【答案】(1)107(2)8106(3)7.51010(4)水面受到落下油滴的冲击使油膜的面积扩张；油酸酒精溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，使液面收缩变式训练2解析：(1)测得油膜面积为：S253 cm22.53102 m2，每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为：V mL1.251011 m3油酸分子的直径为：d m51010 m.(2)置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此会导致分子直
17、径测量结果偏大答案：(1)51010(2)偏大随堂演练达标检测1解析：实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，所以A、B、D正确，C错误答案：ABD2解析：不能将纯油酸直接滴在水面上，A错；不能用试管向水面倒溶液，应使用滴管，C错；占在方格一半或一半以上面积的计入方格总数，D错故选B.答案：B3解析：形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就是分子直径，比分子直径大得多，A正确；滴入水中后酒精都溶入水中，B错误；计算体积时多数了几滴，会使计算的油酸体积偏小，当然计算的分子直径也偏小，C错误；数方格时舍去了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，D正确答案：AD4解析：(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤放在首位实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度(即油酸分子直径)，所以接下来的步骤是.(2)油酸溶液的体积百分比浓度是，一滴溶液的体积是 cm32108 m3，所以分子直径d m51010 m.答案：(1)(2)51010