高考物理 核心要点突破系列 第11章第八节《实验：用油膜法估测分子的大小》课件 新人教版选修33

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1、第八节实验：用油膜法第八节实验：用油膜法估测分子的大小估测分子的大小课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测第第八八节节实实验：验：用用油油膜膜法法估估测测分分子子的的大大小小基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.知道本实验的原理及所需要的器材；了解知道本实验的原理及所需要的器材；了解实验注意的事项实验注意的事项2会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成会正确测出一滴油酸酒精溶液中油酸的体积及形成油膜的面积油膜的面积3会计算分子的大小，处理好实验数据会计算分子的大小，处理好实验数据重点难点：重点难点：1.重点：测量一滴酒精油酸溶液中

2、油酸的体重点：测量一滴酒精油酸溶液中油酸的体积，形成油膜的面积及计算分子的大小积，形成油膜的面积及计算分子的大小2难点：估测分子大小的原理和方法难点：估测分子大小的原理和方法学法指导：学法指导：1.理解用油膜法测分子直径的思路，体会间理解用油膜法测分子直径的思路，体会间接分析法接分析法2学会计算不规则形状面积大小的求解方法学会计算不规则形状面积大小的求解方法一、实验目的一、实验目的1领会用宏观量的测量求出微观量的大小的物理思领会用宏观量的测量求出微观量的大小的物理思想想2掌握用油膜法估测分子大小的方法掌握用油膜法估测分子大小的方法基础知识梳理基础知识梳理二、实验原理二、实验原理实验采用使油酸在

3、水面上形成一层单分子油膜的方实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小油酸的分子式为法估测分子的大小油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33，另一部分是，另一部分是COOH，其中，其中COOH对对水有很强的的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸水有很强的的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯于水中并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，如图油酸

4、薄膜，如图1181甲所示，甲所示，图图1181三、实验器材三、实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约边长约3040 cm)、注射器、注射器(或滴管或滴管)、玻璃板、玻璃板(或有机玻璃板或有机玻璃板)、彩、彩笔、痱子粉笔、痱子粉(或石膏粉或石膏粉)、坐标纸、容量瓶、坐标纸、容量瓶(500 mL)四、实验步骤四、实验步骤1用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差粉尘，以免给实验带来误差 2.配制酒精油酸溶液，取油酸配制酒精油酸溶液，取油酸1 mL，注入，注入500 mL的的容量瓶中，然后向容量瓶内

5、注入酒精，直到液面达到容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，这样就得到了精中溶解，这样就得到了500 mL含含1 mL纯油酸的酒纯油酸的酒精油酸溶液精油酸溶液核心要点突破核心要点突破一、注意事项一、注意事项1酒精油酸溶液配制后，不要长时间放置，以酒精油酸溶液配制后，不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差免改变浓度，产生误差2注射器针头高出水面的高度应在注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内，之内，当针头靠水面很近当针头靠水面很近(油酸未滴下之前油酸未滴下之前)时，会发现时，会发现针头下方

6、的粉层已被排开，这是由于针头中酒精针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果挥发所致，不影响实验效果3动手做实验之前要训练好滴法动手做实验之前要训练好滴法4待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，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，水面受油酸液滴冲扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩5当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦边缘会残留油酸，可用少量酒精

7、清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁6从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀这从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥这样做，比将粉撒在水面上的效果好斥这样做，比将粉撒在水面上的效果好7本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可级符合要求即可三、误差分析三、误差分析本实验的误差来源有如下几点：本实验的误差来

8、源有如下几点：1误把油酸溶液液滴当成纯油酸液滴或计算溶液浓误把油酸溶液液滴当成纯油酸液滴或计算溶液浓度时出错度时出错2算面积时方格数数得不准算面积时方格数数得不准3油酸体积过大导致在水面上不能形成单分子油油酸体积过大导致在水面上不能形成单分子油膜膜4痱子粉没能均匀的在水面上散开痱子粉没能均匀的在水面上散开课堂互动讲练课堂互动讲练估测分子大小估测分子大小在做在做“油膜法估测分子的大小油膜法估测分子的大小”实验中，酒精实验中，酒精油酸溶液的浓度为每油酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸溶液中有纯油酸6 mL.用用注射器测得注射器测得1 mL上述溶液中有液滴上述溶液中有液滴50滴把滴把1滴该溶

9、滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在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，其形状如图放在坐标纸上，其形状如图1182所示，坐标纸所示，坐标纸中正方形小方格的边长为中正方形小方格的边长为20 mm.求：求：图图1182(1)油酸膜的面积是多少？油酸膜的面积是多少？(2)每一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？每一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？【解析】【解析】本题考查

10、油膜法测分子大小实验的原理和本题考查油膜法测分子大小实验的原理和数据处理能力数据处理能力(1)求油酸膜的面积时，先数出求油酸膜的面积时，先数出“整整”方格的个方格的个数对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，数对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的算一个数一下共有多于半个的算一个数一下共有59个小方格面积个小方格面积SnS059(20103)2 m22.4102 m2.【答案】【答案】(1)2.4102 m2(2)1.21011 m3(3)5.01010 m【思维升华】【思维升华】(1)必须注意单位的统一必须注意单位的统一(2)计算油膜面积时，必须遵循计算油膜面积时，必须遵循“

11、数格子法数格子法”的原则的原则(不足半个的舍去，大于半个的算一个不足半个的舍去，大于半个的算一个)(3)要注意纯油酸体积的计算方法要注意纯油酸体积的计算方法实验原理的灵活应用实验原理的灵活应用利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数把利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数把密度密度0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴的某种油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V0.5103 cm3，形成的油膜面积为，形成的油膜面积为S0.7 m2，油，油的摩尔质量的摩尔质量M0.09 kg/mol.把油膜看成单分子层，把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：么：(1)油分子的直径是多少？油分子的直径是多少？(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数NA是多少？是多少？(先列出文字计算式，再代入数据计算先列出文字计算式，再代入数据计算)【答案】【答案】(1)71010 m(2)61023 mol1