高考物理复习第十三章热学实验十三用油膜法估测分子的大小材料市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课.pptx

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,