粵教版選修33 1.2 測量分子的大小 教案.doc

2 測量分子的大小教學要求1.用油膜法估測分子的大小。2.加深對分子動理論基本內容的理解3.學會間接測量微觀量的方法教學過程: 一. 實驗原理利用油酸的酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜,將油酸分子看作球形,測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積,用d=v/s計算出油膜的厚度.這個厚度就近似等于油酸分子的直徑.二.實驗器材配制好的油酸酒精溶液、淺盤、痱子粉(或石膏粉),注射器,量筒,玻璃板,彩筆,鉛筆,坐標紙.三.實驗步驟1.測一滴油酸酒精溶液中油酸的體積用注射器取出事先按一定比例配制好的油酸酒精溶液,緩緩推動活塞使溶液一滴一滴地滴入量筒,記下量筒內增加一定體積(如x ml）時的滴數n,算出一滴油酸酒精溶液的體積v= ml. 再根據油酸酒精溶液中油酸的體積比,算出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積v=v.2.形成油膜在淺盤中倒入約2 cm深的水,然后將痱子粉均勻地撒在水面上,再用注射器將事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,一會兒就會在水面上形成一層形狀不規(guī)則的油酸薄膜.3.測油酸薄膜的面積待油酸薄膜穩(wěn)定后,將玻璃板平放在淺盤上,然后用彩筆將油膜的形狀畫在玻璃板上.將畫有油膜形狀的玻璃板放在坐標紙上,數出油膜的格數,算出油膜的面積s(以坐標紙上邊長為1cm的正方形為單位,數輪廓內正方形個數時,不足半個的舍去,多于半個的算一個).4.估算出油酸分子的大小根據測出的一滴油酸酒精溶液里油酸分子的體積v和油酸薄膜的面積s,可求出油膜的厚度l,則l可看作油酸分子的直徑, 即d=l=v/s四注意事項：（1）實驗前應注意方盤是否干凈，否則油膜難以形成。（2）方盤中的水應保持平衡，痱子粉應均勻浮在水面上（3）向水面滴酒精溶液時應靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成。（4）向水面只能滴一滴油酸溶液, 應選用出口特別細的注射器或滴管，最好使用滴下100滴以上溶液才有1 ml體積的滴管.（5）計算分子直徑時，注意滴加的不是純油酸，而是酒精油酸溶液，應用一滴溶液的體積乘以溶液的體積百分比濃度同步訓練： 例1：用油膜法測分子大小時要滿足的理想化的條件是（ ）a.把在水面上盡可能充分散開的油膜視為單分子油膜b.把形成單分子油膜的分子看作緊密排列的球形分子c.將油膜視為單分子油膜,但需考慮分子間隙d.將單分子視為立方體模型例2：在做用油膜法估測分子大小的實驗中，將油酸溶于酒精，其濃度為每104 ml溶液中有6 ml油酸用注射器測得1 ml上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，試求：（1）油酸膜的面積是多少 cm2?（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？（3）按以上實驗數據估測出油膜分子的直徑.例3：下面是某同學在用油膜法測分子大小的實驗過程中的一些操作其中正確的是（ ）a.在水盤中灑上痱子粉后，用滴管把一滴油酸滴入水盤中b.滴入油酸時注射針頭離水面約10cm高c.向水盤中加水時一直加到水平面接近水盤邊緣d.水盤中加入水后立即灑上痱子粉，并立即滴上油酸酒精溶液課后作業(yè)： 1.某油劑的密度為8102kg/m3，取這種油劑0.8g滴在水面上，最后形成的油膜最大的面積約為（ ）a.10-10m2 b.104m2 c.1010cm2 d.104cm22.在粗測油酸分子大小的實驗中，具體操作如下：a.取油酸1.00 ml注入250 ml的容量瓶內，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到250 ml的刻度線為止.搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.b.用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒中，記錄滴入溶液的滴數，直到量筒達到1.00 ml為止，共滴了100 滴.c.在水盤內注入蒸餾水，靜置后用滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜.d.測得油膜面積為3.60102cm2.利用數據可求得油酸分子的直徑約為_m.（計算結果保留兩位有效數字）.3.在用“油膜法”估測分子的大小的實驗中，實驗簡要步驟如下：a.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數出輪廓內的方格數（不足半個的舍去，多于半個的算一個），再根據方格的邊長求出油膜的面積s.b.將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上c.用淺盤裝入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上d.用公式d=v/s，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小e.根據酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積vf.用注射器或滴管把事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內增加一定體積時的滴數.上述實驗步驟的合理順序是_4.利用油膜法估測油酸分子的大小,實驗器材有:濃度為0.05%(體積分數)的油酸酒精溶液,最小刻度為0.1ml的量筒,盛有適量清水的4550cm2淺盤,痱子粉,橡皮頭滴管,玻璃板,彩筆,坐標紙.(1)下面是實驗步驟,請?zhí)顚懰钡牟襟Ec.a.用滴管將濃度為0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下滴入1 ml油酸酒精溶液時的滴數nb.將痱子粉均勻地撒在淺盤內水面上,用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液,從低處向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止,記下滴入的滴數nc._d.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上,以坐標紙上邊長為1cm的正方形為單位,計算輪廓內正方形的個數,算出油酸薄膜的面積s(2)用已給的和測得的物理量表示單個油酸分子的大小_(單位:cm)5.某同學在用油膜法估測分子直徑實驗中,計算結果明顯偏大,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.求每滴體積時,1 ml的溶液的滴數誤多記了10滴6.（1）用油膜法估測分子大小的實驗，兩個前提假設是_；_.（2）實驗中，若配制的油酸酒精溶液的濃度為n，一滴溶液的體積為v，實驗中描繪出的油酸薄膜的面積為s，則估算出油酸分子的直徑為_.7.利用單分子油膜法可以粗略測定分子的大小和阿伏加德羅常數.如果已知體積為v的一滴油在水面上散開形成的面積為s，求這種油分子的直徑的表達式；如果這種油的摩爾質量為m，密度為，再寫出阿伏加德羅常數的表達式.同步訓練解答：例1：解析：依據(油膜法測量分子直徑的)實驗方法可知:將體積為v的油膜液滴滴在水平面上,形成面積為s的油膜,則可以估算出油酸分子的直徑為d=v/s,顯然,是將油酸分子視為球狀模型,且將油膜視為單分子油膜.而公式d=v/s中,并沒有將分子間隙所占體積除外,顯然是把單分子油膜的分子看作緊密排列的球形分子.故本題的正確選項應為ab.例2解析：（1）根據圖形，數得格子數為129個，那么油膜面積是s=1291cm2=129cm2(2)根據已知條件可知，1 ml溶液中有75滴，1滴溶液的體積是1/75ml，又已知每104 ml溶液中有純油酸6ml，1/75 ml溶液中純油酸的體積是：v=61/75104ml=810-6ml.(3)油酸分子的直徑為：d=v/s=810-6/129cm6.210-10 m.答案：（1）129cm2(2)810-6ml(3)6.210-10m例3解析：選項a中向水盤中加入油酸是不正確的，而應加入1:200的油酸酒精溶液，向水盤中加入溶液時注射針頭離液面為1cm左右，太高會使溶液外濺，所以b選項錯，向水盤中加水時應當使液面接近水盤的邊緣，這樣當描畫油酸膜輪廓時，玻璃板與油酸膜離得近，描畫得會比較準確，所以c選項正確，畫油酸膜輪廓時應當等到液面平靜后向水盤中灑痱子粉、滴溶液，所以d選項錯.課后作業(yè)解答：1.解析：由題目給出的條件，已知密度=8102kg/m3，質量m=0.810-3kg，則該油滴體積：v=m/ =0.810-3/8102m3=10-6m3 當將油滴滴在水面上面積最大時，即所形成的油膜為單分子層，則由單分子油膜法測分子直徑方法，可得油膜面積： s=v/d 式中d為分子直徑即油膜厚度.因為一般分子直徑數量級為10-10m,d=10-10m. 得s=10-6/10-10m2=104m2. 答案：b2.解析:1滴油酸的酒精溶液中所含油酸的體積v=1/2501/100ml=410-5ml，油膜可看作單分子薄膜，d=v/s=410-510-6/3.610210-4m=1.110-9m. 答案：1.110-93.答案：fcbaed或cfbaed4.解析：本題考查油膜法測油酸分子直徑的步驟及數據處理方法.(1)將玻璃板放在淺盤上,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上.(2)每滴油酸酒精溶液的體積為1/ncm3 n滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為v=1/n n0.05%cm3 所以單個油酸分子的大小為v/s=n0.05%/ns.答案:(1)將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上.(2) n0.05%/ns5.解析：由d=v/s可知，測得的直徑明顯偏大的原因可能是將v測大了，也可能是將s測小了，如a、c項均將s測小了，d項將v測小了，而b項油酸中酒精未揮發(fā)之前，油膜面積大，測量值應小些，綜上所述，