【物理】2019届一轮复习人教版实验十三用油膜法估测分子的大小学案

【物理】2019届一轮复习人教版实验十三用油膜法估测分子的大小学案

实验十三　用油膜法估测分子的大小 考纲要求 考情分析 命题趋势 用油膜法估测分子的大小 近五年未出现高考题 高考对本实验的考查主要侧重于以下三个方面：1.实验原理的理解；2.“数格法”估算面积的应用；3.实验数据处理和误差分析 知识梳理·夯实基础 一、原理与操作 二、注意事项 ‎(1)油酸酒精溶液配制后不宜长时间放置，以免浓度改变，产生误差．‎ ‎(2)油酸酒精溶液的浓度以小于为宜．‎ ‎(3)痱子粉的用量不要太大，否则不易成功．‎ ‎(4)测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几毫升，数出对应的滴数，这样求平均值误差较小．‎ ‎(5)浅盘里水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂直．‎ ‎(6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓．‎ ‎(7)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合即可．‎ 三、误差分析 ‎(1)纯油酸体积的计算引起误差；‎ ‎(2)油膜形状的画线误差；‎ ‎(3)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．‎ 核心考点·分层突破 考点1　原验原理 ‎[例1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，‎ ‎(1)(多选)该实验中的理想化假设是(　ABD　)‎ A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙 C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形 ‎(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是(　B　)‎ A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用 C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别 ‎(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为‎0.22 m2‎的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴人量筒体积约为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，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为__1.1__‰(保留两位有效数字)．‎ 解析　(1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故选项A、B、D正确．‎ ‎(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，也就是为了减小系统误差．‎ ‎(3)根据题意可得＝0.22，解得x＝0.001 1，所以千分比为1.1‰．‎ 考点2　实验数据处理 ‎[例2]油酸酒精溶液的浓度为每10 000 mL油酸酒精溶液中有油酸6 mL，用滴管向量筒内滴75滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1 mL.若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，‎ 由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的单分子油膜的形状如图所示．‎ ‎(1)若每一小方格的边长为‎10 mm，则油酸薄膜的面积为__1.15×10－2__m2；‎ ‎(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为__8×10－12__m3；‎ ‎(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为__7×10－10__m.(保留一位有效数字)‎ 解析　(1)从题图中数出方格数约为115个，则油酸薄膜的面积为115×‎1 cm2＝1.15×10－‎2 m2‎；(2)每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为＝8×10－‎12 m3‎；(3)根据上述数据，估算出油酸分子的直径d＝＝ m≈7×10－‎10 m．‎ 对应演练·迁移运用 ‎1．(多选)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果偏大，可能是由于(　AC　)‎ 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，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴 解析　由d＝可知，选项A、C正确；油酸中含酒精，酒精能挥发，对实验结果无影响，选项B错误；求每滴体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴，故d偏小，选项D错误．‎ ‎2．某油剂的密度为0.8×‎103 kg/m3，取这种油剂‎0.8 g滴在水面上，最后形成的油膜的最大面积约为(　B　)‎ A．10－‎10 m2‎ B．‎‎104 m2‎ C．‎1010 cm2 D．‎104 cm2‎ 解析　S＝＝ m2＝1×‎104 m2‎，故选项B正确．‎ ‎3．关于将油膜形状画在玻璃板上的步骤，下列说法正确的是(　B　)‎ A．滴上油酸后在油膜扩散到最大面积时画 B．滴上油酸后等油酸形状稳定后尽快画 C．等的时间越长越好 D．随便什么时候画都行 解析　油酸酒精溶液在滴入水中后由于表面张力的作用会扩散，刚开始时由于油膜中有酒精，所以面积较大，酒精溶于水后会很快挥发，油膜面积又会缩小，此后有一段时间，油膜形状处于稳定状态，测油膜面积应该在这段时间内测，所以选项A错误，选项B正确；如果等的时间过长，则油膜的形状会发生变化，痱子粉所形成的包围圈会逐渐破裂，无法再测，所以选项C、D错误．‎ ‎4．用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的(　B　)‎ A．摩尔质量 B．摩尔体积 C．质量 D．体积 解析　设一个油酸分子体积为V，则V＝π()3，由NA＝可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油酸的摩尔体积，故选项B正确．‎ ‎5．(1)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还欠缺的器材有__量筒、痱子粉、坐标纸__．‎ ‎(2)在用油膜法估测分子大小的实验中，在哪些方面作了理想化的假设：__将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的__；实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为__纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大__；在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了__界定油膜大小的边界__．‎ ‎(3)如图甲所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是__dacb__.(用符号表示)‎ 甲 ‎(4)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A，又用滴管测得N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，如图乙所示，测得油膜占有的小正方形个数为X．‎ ‎①用以上字母表示油酸分子直径的大小d＝！！！　　###．‎ ‎②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X＝__55__．‎