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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2019,高考一轮总复习,物理,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十三章 热 学,试验十三用油膜法估测分子大小,1/27,过好双基关,2/27,1.,试验原理,试验采取使油酸在水面上形成一层,油膜方法估测分子大小,.,当把一滴用酒精稀释过油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图,1,甲所表示形状一层纯油酸薄膜,.,假如算出一定体积油酸在水面上形成单分子油膜面积，即可算出油酸分子大小,.,用,V,表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸体积，用,S,表示单分子油膜面积，用,d,表示分子直径，如图乙所表示，则,d,.,基本试验要求,单分子,图,1,3/27,2.,试验器材,盛水浅盘、注射器,(,或滴管,),、容量瓶、坐标纸、,、,(,或细石膏粉,),、油酸酒精溶液、量筒、彩笔,.,3.,试验步骤,(1),用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给试验带来误差,.,(2),配制油酸酒精溶液，取纯油酸,1 mL,，注入,500 mL,容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面到达,500 mL,刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这么就得到了,500 mL,含,1 mL,纯油酸油酸酒精溶液,.,玻璃板,痱子粉,4/27,(3),用注射器,(,或滴管,),将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积,V,n,时滴数,n,.,(4),依据,V,0,算出每滴油酸酒精溶液体积,V,0,.,(5),向浅盘里倒入约,2 cm,深水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上,.,(6),用注射器,(,或滴管,),将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,.,(7),待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜形状用彩笔画在玻璃板上,.,5/27,(8),将画有油酸薄膜轮廓玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜面积,S,(,求面积时以坐标纸上边长为,1 cm,正方形为单位计算轮廓内正方形个数，不足半个舍去，多于半个算一个,).,(9),依据油酸酒精溶液配制百分比，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸,体积,V,，并代入公式,d,算出油酸薄膜厚度,d,.,(10),重复以上试验步骤，多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子直径大小,.,6/27,1.,数据处理,依据上面统计数据，完成以下表格内容,.,规律方法总结,试验次数,量筒内增加1 mL,溶液时滴数,轮廓内,小格子数,轮廓面积,S,1,2,3,4,7/27,试验次数,一滴纯油酸,体积V,分子,大小(m),平均值,1,2,3,4,8/27,2.,注意事项,(1),注射器针头高出水面高度应在,1 cm,之内，当针头靠水面很近,(,油酸未滴下之前,),时，会发觉针头下方粉层已被排开，这是针头中酒精挥发所致，不影响试验效果,.,(2),待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜形状稳定后再画轮廓,.,扩散后又收缩有两个原因：,水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；,酒精挥发后液面收缩,.,9/27,(3),当重做试验时，将水从浅盘一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少许酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这么做可保持浅盘清洁,.,(4),本试验只要求估测分子大小，试验结果数量级符合要求即可,.,10/27,研透命题点,11/27,例,1,在,“,用油膜法估测分子大小,”,试验中，,(1)(,多项选择,),该试验中理想化假设是,A.,将油膜看成单分子层油膜,B.,不考虑各油酸分子间间隙,C.,不考虑各油酸分子间相互作用力,D.,将油酸分子看成球形,命题点一教材原型试验,基础考点自主悟透,答案,解析,解析,计算分子直径是依据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间间隙，将油酸分子看成球形，故选,A,、,B,、,D.,12/27,(2),试验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液作用是,A.,可使油酸和痱子粉之间形成清楚边界轮廓,B.,对油酸溶液起到稀释作用,C.,有利于测量一滴油酸体积,D.,有利于油酸颜色更透明便于识别,答案,解析,解析,试验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了深入减小油酸面密度，使油酸分子尽可能少在竖直方向上重合，更能确保其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差,.,13/27,(3),某老师为本试验配制油酸酒精溶液，试验室配置器材有：面积为,0.22 m,2,蒸发皿、滴管、量筒,(50,滴溶液滴入量筒体积约为,1,毫升,),、纯油酸和无水酒精若干,.,已知分子直径数量级为,10,10,m,，则该老师配制油酸酒精溶液浓度,(,油酸与油酸酒精溶液体积比,),至多为,_,(,保留两位有效数字,).,答案,解析,1.1,解析,依据题意可知，形成油膜面积不能超出蒸发皿面积，当油膜面积等于蒸发皿面积时，油酸酒精溶液浓度最大,.,一滴油酸体积,V,0,dS,10,10,m,0.22 m,2,2.2,10,11,m,3,，一滴油酸酒精溶液体积,V,cm,3,2,10,8,m,3,，则此油酸酒精溶液浓度为,1.1,.,14/27,例,2,在,“,用单分子油膜估测分子大小,”,试验中，,(1)(,多项选择,),某同学计算出结果显著偏大，可能是因为,A.,油酸未完全散开,B.,油酸中含有大量酒精,C.,计算油膜面积时舍去了全部不足一格方格,D.,求每滴溶液中纯油酸体积时，,1 mL,溶液滴数多记了,10,滴,答案,解析,15/27,解析,分子直径,d,，计算出结果显著偏大，若油酸未完全散开，面积偏小，直径偏大，,A,正确；,若油酸中含有大量酒精，会使油膜面积偏大，直径偏小，,B,错误；,若计算油膜面积时舍去了全部不足一格方格，会使油膜面积偏小，直径偏大，,C,正确；,求每滴溶液中纯油酸体积时，,1 mL,溶液滴数多记了,10,滴，会使液滴体积变小，直径偏小，,D,错误,.,16/27,(2),在做试验时，油酸酒精溶液浓度为每,1 000 mL,溶液中有纯油酸,1 mL,，用注射器测得,1 mL,上述溶液有,200,滴，把一滴该溶液滴入盛水表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，测得油膜近似轮廓如图,2,所表示,.,图中正方形小方格边长为,1 cm,，依据上述数据，估测出油酸分子直径是,_ nm.,答案,解析,0.4,图,2,17/27,18/27,变式,1,在,“,用单分子油膜估测分子大小,”,试验中，,(1),取一定量无水酒精和油酸，制成一定浓度油酸酒精溶液；,在量筒中滴入一滴该溶液，测出它体积；,在蒸发皿内盛一定量水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；,在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜面积,.,更正其中错误：,_.,答案,看法析,答案,解析,19/27,解析,因为一滴溶液体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差，故可在量筒内滴入,N,滴该溶液，测出它体积,.,液面上不撒痱子粉或细石膏粉时，滴入油酸酒精溶液在酒精挥发后剩下油膜不能形成一块完整油膜，故应先在液面上撒痱子粉或细石膏粉,.,20/27,(2),若油酸酒精溶液体积浓度为,0.10%,，一滴溶液体积为,4.8,10,3,mL,，其形成油膜面积为,80 cm,2,，则估测出油酸分子直径为,_ m.,6.0,10,10,答案,解析,解析,由油膜体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸体积可得,21/27,变式,2,在做,“,用油膜法估测分子大小,”,试验中，,将油酸溶于酒精，其浓度为每,10,4,mL,溶液中有,6 mL,油,酸,.,用注射器测得,1 mL,上述溶液有,75,滴，把,1,滴该溶液,滴入盛水表面撒有痱子粉浅盘里，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膜,轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图,3,所表示，坐标中正方形方格边长为,1 cm,，试求：,(1),油酸膜面积是,_,；,图,3,131 cm,2,解析,依据题图，数得格子数,(,多于半个算一个，不足半个舍去,),为,131,个，那么油膜面积是,S,131,1 cm,2,131 cm,2,.,答案,解析,22/27,(2),每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是,_,；,8,10,6,mL,答案,解析,解析,依据已知条件可知，,1 mL,溶液中有,75,滴，,1,滴溶液体积是,mL.,又已知每,10,4,mL,溶液中有纯油酸,6 mL,，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积是,23/27,(3),按以上试验数据估测出油酸分子直径是,_(,结果保留两位有效数字,).,6.1,10,10,m,答案,解析,解析,油酸分子直径为,24/27,例,3,测量分子大小方法有很多，如油膜法、显微法,.,(1),在,“,用油膜法估测分子大小,”,试验中，用移液管量取,0.25 mL,油酸，倒入标注,250 mL,容量瓶中，再加入酒精后得到,250 mL,溶液,.,然后用滴管吸收这种溶液，向小量筒中滴入,50,滴溶液，溶液液面到达量筒中,1 mL,刻度，再用滴管取配好油酸溶液，向撒有痱子粉盛水浅盘,中滴下,1,滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放,在带有正方形坐标格玻璃板下观察油膜，如图,4,甲所表示,.,坐标,格中每个小正方形方格大小为,2 cm,2 cm.,由图能够估算出,油膜面积是,_ cm,2,，由此估算出油酸分子直径是,_ m,(,保留一位有效数字,).,命题点二试验拓展创新,能力考点师生共研,256,8,10,10,答案,解析,图,4,25/27,26/27,(2),如图乙是用扫描隧道显微镜拍下一个,“,量子围栏,”,照片,.,这个量子围栏是由,48,个铁原子在铜表面排列成直径为,1.43,10,8,m,圆周而组成,.,由此能够估算出铁原子直径约为,_ m(,结果保留两位有效数字,).,答案,解析,9.4,10,10,解析,直径为,1.43,10,8,m,圆周周长为,D,d,4.49,10,8,m,，能够估算出铁原子直径约为,27/27,
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