2019物理高考二輪學案第11章用油膜法估測分子的大小

1、2019 物理高考二輪學案第11 章用油膜法估測分子的大小注意事項 ：認真閱讀理解，結(jié)合歷年的真題，總結(jié)經(jīng)驗，查找不足！重在審題，多思考，多理解！無論是單選、多選還是論述題，最重要的就是看清題意。在論述題中， 問題大多具有委婉性， 尤其是歷年真題部分，在給考生較大發(fā)揮空間的同時也大大增加了考試難度?？忌J真閱讀題目中提供的有限材料，明確考察要點， 最大限度的挖掘材料中的有效信息，建議考生答題時用筆將重點勾畫出來，方便反復細讀。 只有經(jīng)過仔細推敲，揣摩命題老師的意圖，積極聯(lián)想知識點，分析答題角度，才能夠?qū)⒖键c鎖定，明確題意。實驗目的1、估測油酸分子的大小、2、學習間接測量微觀量的原理和方法、實

2、驗原理圖1利用油酸的酒精溶液在平靜的水面上形成 _油膜 ( 如圖 1 所示 ) ，將油酸分子看做球形，測出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積， 用 d _計算出油膜的厚度，其中 V 為一滴油酸溶液中純油酸的體積， S 為油膜面積、這個厚度就近似等于油酸分子的_、實驗器材盛水淺盤、 滴管 ( 或注射器 ) 、試劑瓶、 坐標紙、 玻璃板、 痱子粉、 油酸酒精溶液、 量筒、彩筆、實驗步驟1、用滴管 ( 或注射器 ) 將油酸酒精溶液滴入量筒，數(shù)出每毫升油酸酒精溶液的滴數(shù)，算出每滴液滴體積的平均值、2、把洗干凈的淺盤水平放置，倒入約 2cm 深的水、 用紗網(wǎng) ( 或粉撲 ) 將適量的痱子粉 ( 或石

3、膏粉 ) 輕輕灑在水面上、3、用滴管 ( 滴管距離水面約1cm)將一滴油酸酒精溶液輕輕滴入水面中央，待油膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描下油酸膜的形狀、4、將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，計算輪廓范圍內(nèi)正方形小方格的個數(shù)( 不足半格的舍去，多于半格的算一個格) ，估測出油膜的面積，估算油酸分子的直徑、5、清洗淺盤，擦去玻璃板上的油膜輪廓線，重復做2 次至 3 次實驗、數(shù)據(jù)處理根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.實驗量筒內(nèi)增加 1mL輪廓次數(shù)溶液時的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)面積 S12實驗一滴純油酸的體積V分子的大小 (m)平均值次數(shù)12考前須知1、實驗前，必須將所

4、有的實驗用具擦洗干凈、實驗時，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專用，不能混用，否那么會增大實驗誤差、2、痱子粉和油酸的用量都不可太大，否那么不易成功、3、油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜，不宜長時間放置、4、淺盤中的水離盤口面的距離應較小，并要水平放置，以便準確地畫出薄膜的形狀，畫線時視線應與板面垂直、5、油酸在水面上形成油膜時先擴散后收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓、擴散后又收縮的原因有兩個：一是水面受液滴沖擊凹陷后又恢復；二是酒精揮發(fā)后，油膜回縮、6、滴油酸酒精溶液的滴口應在離水面1cm之內(nèi)，否那么油膜難于形成、7、因為水和油酸都是無色透明的液體，所以要用痱子粉來顯示油膜的邊界、注意要從盤的

5、中央加痱子粉、 由于加粉后水的表面張力系數(shù)變小， 水將粉粒拉開， 同時粉粒之間又存在著排斥作用， 粉會自動擴散至均勻、這樣做，比將粉撒在水面上的實驗效果要好；撒痱子粉后，不要再觸動盤中的水、8、當重做實驗時，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸、為防止影響下次實驗時油酸的擴散和油膜面積的測量， 可用少量酒精清洗， 并用脫脂棉擦去， 再用清水沖洗，這樣可保持盤的清潔、9、本實驗只要求估算分子的大小，實驗結(jié)果數(shù)量級符合要求即可、誤差分析1、油酸酒精溶液配制后長時間放置，溶液的濃度容易改變，會給實驗帶來較大誤差、2、利用小格子數(shù)計算輪廓面積時， 輪廓的不規(guī)那么性容易帶來計算誤差、 為減小誤差，

6、不足半個格子的舍去， 多于半個格子的算一個、 方格邊長的單位越小， 計算出的面積越精確、3、測量量筒內(nèi)溶液增加1mL的滴數(shù)時，注意正確的觀察方法、4、油膜形狀的畫線誤差、題型一實驗原理和步驟的考查【例 1】 (2017 大綱全國 22) 在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有以下實驗步驟往邊長約為 40cm的淺盤里倒入約 2cm 深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上、用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定、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小、用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴

7、入量筒中， 記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積、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、完成以下填空：(1) 上述步驟中，正確的順序是_、( 填寫步驟前面的數(shù)字)(2) 將 1cm3 的油酸溶于酒精， 制成 300cm3 的油酸酒精溶液； 測得 1cm3 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0.13m2. 由此估算出油酸分子的直徑為_m、 ( 結(jié)果保留 1 位有效數(shù)字 )題型二實驗數(shù)據(jù)的處理【例 2】在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，已配制好油酸酒精溶液，其中油酸體積占溶液總體積的百分比為k.

8、 在量筒中滴入N 滴油酸酒精溶液，讀出總體積為V. 現(xiàn)將一滴這樣的溶液滴在水面上，其散開的油膜在帶有方格的玻璃板上描繪的圖形如圖2 所示、玻璃板上每個小方格的長和寬均為a. 由此計算：圖 2(1) 油膜的面積等于多少？(2) 油酸分子的直徑是多少？題型三誤差分析及考前須知【例 3】某同學在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，計算結(jié)果明顯偏大，其原因可能是 ()A、油酸未完全散開B、油酸中含有大量的酒精C、計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格D、求每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)誤多記了10 滴1、用油膜法測分子直徑的實驗中做了哪些科學的近似()A、把在水面上盡可能擴散開的油膜視為

9、單分子油膜B、把形成油膜的分子看做緊密排列的球形分子C、將油膜視為單分子油膜，但需要考慮分子間隙D、將油酸分子視為立方體模型2、在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，備有以下器材：油酸酒精溶液、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆、還缺少的器材是()A、只有量筒B、只有坐標紙C、量筒和坐標紙D、不再缺少儀器3、“用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下：A、將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)( 不足半格的舍去，多于半格的算一個) ，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S.B、將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，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

10、板上、C、用淺盤裝入約2cm 深的水、VD、用公式dS，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小E、根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.(1) 上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請指出： _. _.(2) 上述實驗步驟的合理順序是 _ 、4. 在“用油膜法估測分子的大小”實驗中， 一滴溶液中油酸的體積為V 油酸 ，配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1 500,1mL 溶液滴250 滴，那么1 滴溶液的體積是_mL，所以一滴溶液中油酸體積為V 油酸 _cm3. 假設實驗中測得結(jié)果如下表所示，請根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫出空白處的數(shù)值，并與公認的油酸分子長度值L01.12 10 10m作比較，

11、并判斷此實驗是否符合數(shù)量級的要求.次數(shù)S/cm2V油酸L 平均值 /mL S /cm1533249335635. 油酸酒精溶液的濃度為每1000mL 油酸酒精溶液中有油酸 0.6mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加 50 滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1mL，假設把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的純油膜的形狀如圖3 所示、假設每一小方格的邊長為25mm，試問：圖 3(1) 這種估測方法是將每個油酸分子視為_模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，那么形成的油膜可視為 _油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的_、圖中油酸膜的面積為 _m2；每一滴酒精油

12、酸溶液中含有純油酸體積是_m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是_m、 ( 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2) 某同學在實驗過程中， 距水面約 2cm 的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：_.圖 46、在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸 0.6mL，用注射器測得 1mL上述溶液為 80 滴，把 1 滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)， 讓油膜在水面上盡可能散開， 測得油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖 4 所示，圖中正方形方格的邊長為 1cm，試求：(1) 油酸膜的面積

13、是 _cm2；(2) 實驗測出油酸分子的直徑是 _m；( 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 )(3) 實驗中為什么要讓油膜盡可能散開？7. 用油膜法估測分子的大小方法及步驟如下：A、向體積 V 油 1mL油酸中加酒精，直至總量達到V 總 500mL.B、用注射器吸取A 中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當?shù)稳雗 100滴時，測得其體積恰好是V0 1mL.C、先往邊長30 40cm的淺盤里倒入2cm深的水， 然后將 _加到盤的中央， 讓其自動擴散至均勻、D、用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀、E、將畫有油酸膜輪廓的

14、玻璃板放在坐標紙上，如圖5 所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù) N，正方形邊長l 20mm.根據(jù)以上信息，回答以下問題、( 有數(shù)值計算的問題，先用信息中字母寫出表達式再代入數(shù)值并統(tǒng)一單位算出結(jié)果)圖 5(1) 步驟 C 中應填寫： _.(2)1 滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V 純 是 _mL.(3) 油酸分子直徑是_m.實驗學案54 用油膜法估測分子的大小【基礎(chǔ)自主落實】實驗原理單分子 V/S 直徑【熱點題型精析】例 1(1) (2)5 1010111 10 6030050Vm 5 10 10m.解析 (2)d S0.13kV例 2(1)26a 2(2) 26Na2解析 (1) 油膜面積約占26

15、 小格，油膜面積為S 26a2VVkNkV(2) 一滴油酸酒精溶液中所含有純油酸體積為Nk，所以油酸分子的直徑d 26a2 26Na2.例 3AC選項分析結(jié)論A油酸未完全散開， S 測小于完全散開后的最大面積，d 偏大正確B溶液中酒精部分揮發(fā)到空氣中，部分溶解于水，不影響純油酸體積錯誤C計算面積時，舍去了所有不足一格的方格，導致S 測偏小，那么 d 偏大正確D1mL溶液誤多記了 10 滴，那么所求得油酸體積偏小，d 偏小錯誤【課時效果檢測】1、AB 用油膜法估測分子大小， 必須將分子視為球形，并且不考慮分子間隙；水面上的V膜為單分子油膜、只有如此，油膜的厚度才能視為分子直徑，即dS.2、 C

16、開始實驗前必須用滴管將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)溶液增加一定體積時的滴數(shù)，從而計算出一滴油酸酒精溶液的體積、在玻璃板上畫出油膜的形狀后，要放在坐標紙上，以便計算油膜的面積，所以選擇C.( 說明：有些配套儀器中，玻璃板上帶有刻度，不再需要坐標紙)3、 (1) C 步驟中，要在水面上撒上痱子粉或細石膏粉實驗時， 還需要： F. 用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)(2)C 、F、 B、 A、 E、 D解析在滴入油酸酒精溶液之前，應將痱子粉或細石膏粉均勻地撒在水面上，這樣可以清楚地看出油酸的輪廓，另外，在實驗過程中，必須記

17、下一滴油酸的體積、 3 6解析由題述條件知，1 滴溶液的體積1V 溶 250mL 4 10 3mLV油酸1因為 V溶 500，故 1 滴溶液中純油酸體積111V 油酸 500V 溶 500 250mL 8 10 63cm可以求出3 次測得的 L 結(jié)果分別為L1 1.5 108cmL2 1.62 10 8cmL3 1.42 10 8cmL L L312L 3 1.51 1010m與公認值數(shù)量級吻合，符合測量要求、 25、 (1) 球體單分子直徑4.4 10(2) 水面受下落油滴沖擊，先下陷后又恢復水平，因此膜面積擴張；溶液中酒精揮發(fā)，使液面收縮解析油膜面積約占70 個小格，面積為 62 22S 70 25 25 10m 4.4 10m一滴溶液中純油酸體積為10.6 63 1011 3V 50 1 000 10m1.2mV1.2 1011所以， d S 4.4 102 m 2.7 10 10m.6、 (1)110(2)6.8 1010(3) 這樣做的目的是為了讓油膜在水平面上形成單分子油膜、解析 (1) 求油膜面積時，先數(shù)出“整”方格的個數(shù)，對剩余小方格的處理方法是：不足半個的舍去，多于半個的記為一個，數(shù)一