1、第45讲实验、探究：用油膜法估测分子的大小考情 剖析(注：考纲要求及变化中代表了解和认识，代表理解和应用；命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度用油膜法估测分子的大小11年计算以油膜法测分子大小为背景，考查运用阿伏加德罗常数求油膜分子的直径进而求面积非重点B 小结及预测1.小结：用油膜法估测分子的大小的实验以计算题的形式进行考查，考查用油膜法估测分子的直径的大小2预测：仅在11年考查过1次，预测14年考查的可能性不大3复习建议：建议复习时熟练掌握此实验的实验步骤，注意事项、数据分析和处理以及误差分析. 知识 整合一、实验目的
2、用单分子油膜法测分子大小二、实验原理将一定体积V的油酸滴在水面上形成_层油膜，测出油膜的面积S，据VSd(d为膜厚度)可求d，d可以认为是分子_径(分子球形理想化)或边长(分子正方体理想化)三、实验器材1滴管；2.浅水盘；3.玻璃板；4.彩笔；5.坐标纸；6.量筒；7.酒精油酸溶液；8.水；9.痱子粉四、实验步骤1用注射器或滴管将老师先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数2实验时先往边长为30 cm40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉_地撒在水面上，再用注射器或滴管将老师事先配制好的酒精油酸溶液滴在水面上一滴，形成如图
3、所示的形状，待油酸薄膜的形状稳定后，将事先准备好的玻璃板(或有机玻璃板)放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上3将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S.求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个4根据老师配制的酒精油酸溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据一滴油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄膜的厚度d_，即油酸分子直径的大小1注意事项(1)油酸酒精溶液的浓度应小于.(2)痱子粉的用量不要太大，并从盘中央加入，使粉自动扩散至均匀(3)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体
4、积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应滴数，这样求平均值误差较小(4)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直(5)要待油膜形状稳定后，再画轮廓(6)利用坐标求油膜面积时，以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，大于半个的算一个(7)做完实验后，把水从盘的一侧边缘倒出，并用少量酒精清洗，然后用脱脂棉擦去酒精，最后用水冲洗，以保持盘的清洁2误差分析(1)纯油酸体积的计算误差(2)油膜面积的测量误差主要是：油膜形状的画线误差；数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差1油酸溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产
5、生实验误差2实验之前应练习好滴法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：第一是水面受油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩4当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这个侧面会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁5本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可 【典型例题】 在做“油膜法估测分子的直径”的实验中，(1)下列操作错误的是 () A将纯油酸直接滴在水面上 B向量筒中滴1mL酒精油酸溶液，记下其滴数 C用试管向水面倒酒精油酸溶液少许 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(2)设酒精油
6、酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器量得1mL上述溶液中有液滴50滴，然后把痱子粉均匀地撒在水面上，接着把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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，则油酸分子的直径约为_m(保留一位有效数字)温馨提示此题作答时，应注意用油膜法估测分子大小的实验中的易错点记录空间【变式训练】 用油膜法估测分子的大小，方法及步骤如下：向体积V油1 mL油酸中加酒精，直至总量达到V总500 mL.用注射器吸取中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n100
7、滴时，测得其体积恰好是V01 mL.先往边长30 cm40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将_均匀地撒在水面上用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内正方形的个数N.正方形边长l20 mm.根据以上信息，回答下列问题(有数值计算的问题，先用信息中的字母写出表达式，再代入数值并统一单位算出结果)(1)步骤中应填写_；(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V纯是多少毫升；(3)油酸分子直径是多少米 随堂 演练1关于用“油膜法”估测分子大小的实验，下列说法正
8、确的是() A单分子油膜的厚度被认为是油分子的直径 B测量结果表明，分子直径的数量级是1010 m C实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上 D处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就算得油酸分子的直径2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油酸中含有大量的酒精 C计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D求每滴体积时，1mL的溶液的滴数错误地多记了10滴3利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的摩尔质量为M，密度为，则阿伏
9、加德罗常数NA可表示为() ANA BNA CNA DNA4把V1(mL)的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2(mL)的油酸溶液，测出1 mL油酸溶液共有N滴；取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成S(cm2)的单分子油膜，则该油酸分子的直径大约为() A.(m) B.(m) C.(m) D.(cm)5油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示若每一小方格的边长为25 mm，试问：第5题图(1
10、)这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_图中油酸膜的面积为_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，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：_.第45讲实验、探究：用油膜法估测分子的大小知识整合基础自测二、单分子直四、2.均匀4.重点阐述【典型例题】 在做“油膜法估测分子的直径”的实验中，(1)下列操作错误的是
11、 () A将纯油酸直接滴在水面上 B向量筒中滴1mL酒精油酸溶液，记下其滴数 C用试管向水面倒酒精油酸溶液少许 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(2)设酒精油酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器量得1mL上述溶液中有液滴50滴，然后把痱子粉均匀地撒在水面上，接着把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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，则油酸分子的直径约为_m(保留一位有效数字)【答案】(1)ACD(2)51010【解析】不能将纯油酸直接滴在水面上，
12、A错；不能用试管向水面倒溶液，应使用滴管，C错；占到方格一半或一半以上面积的计入方格总数，D错；故选A、C、D.利用d计算分子直径变式训练(1)痱子粉(或细石膏粉)(2)2105 mL(3)71010 m【解析】 (1)痱子粉(或细石膏粉)(2)因100滴油酸酒精溶液的体积为1 mL，且溶液含油酸的浓度为，故每滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为V纯 mL2105 mL.(3)用填补法数出在油膜范围内的格数(面积大于半个方格的算一个，不足半个的舍去不算)为72个，油膜面积约为SNl272(2102)2 m22.9102 m2，把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d71010
13、m.随堂演练1.ABC【解析】 用油酸的体积除以油膜面积算得结果才是油酸分子直径，D错，故选A、B、C.2.AC【解析】 由公式d可知，计算结果偏大，是V的测量值偏大或S偏小，A、C选项会引起油膜面积的测量值偏小，B选项不影响，D选项会引起一滴油酸的体积V偏小3.A【解析】 油分子直径为dV/S，单个分子的体积为V()3d3，摩尔体积VmolM/，阿伏加德罗常数NAVmol/V，联立各式，可得NA.本题答案为A.4.D【解析】 由题意知，V，所以d，D正确5.(1)球体单分子直径4.41021210112.71010(2)主要有两个原因：水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩【解析】 油膜面积约占70小格，面积约为S702525106 m24.4102 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为： V106 m31.21011 m3，故油酸分子的直径约等于油膜的厚度d m2.71010 m