2022届高考物理一轮复习 第十三章 热学 实验18 用油膜法估测分子的大小学案 新人教版

1、2022届高考物理一轮复习 第十三章 热学 实验18 用油膜法估测分子的大小学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第十三章 热学 实验18 用油膜法估测分子的大小学案 新人教版年级：姓名：- 7 -实验18用油膜法估测分子的大小必备知识预案自诊注意事项1.将所有的实验用具擦洗干净,不能混用。2.油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜。3.浅盘中的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。误差分析1.纯油酸体积的计算引起误差;2.对油膜形状画线时带来误差;3.数格子法本身是一种估算的方法,从而会带来误差。基础自测“用油膜法估测分子的大小”实验的简要

2、步骤如下:a.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积s。b.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上。c.用浅盘装入约2 cm深的水。d.用公式d=vs求出薄膜厚度,即油酸分子直径的大小。e.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积v。(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全,请指出:;。(2)补充完毕遗漏的步骤后,实验步骤的合理顺序是。关键能力学案突破考点一实验原理与操作【典题1】(2019全国卷)用油膜法估算分子大小的实验中,首先需将

3、纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液,稀释的目的是。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积,可以。为得到油酸分子的直径,还需测量的物理量是。油膜体积的测定积聚法:由于一滴纯油酸中含有的分子数仍很大,形成的单层分子所占面积太大,不便于测量,故实验中先把油酸溶于酒精中稀释,测定其浓度,再测出1ml油酸酒精溶液的滴数,取一滴用于实验,最后计算出一滴溶液中含有的纯油酸的体积作为油膜的体积。考点二数据处理与误差分析【典题2】(2020山东济南期中)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 ml溶液中有纯油酸0.2 ml,用量筒和注射器测得1 ml上述溶液有

4、80滴,用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,画出油酸薄膜的轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm。(结果均保留两位有效数字)(1)油酸薄膜的面积是 m2;(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;(3)根据上述数据,估测出油酸分子的直径是m(结果保留两位有效数字);(4)某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小,可能是由于。a.油酸未完全散开b.油酸酒精溶液中含有大量酒精c.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格d.在向量筒中滴入1 ml油酸酒精溶液时,滴数多数了10滴油膜面积的测定:如图所示,将画有油酸薄膜轮廓的有机玻璃板取下放在坐标格纸上,以边长

5、为1cm的方格为单位,数出轮廓内正方形的格数(不足半格的舍去,超过半格的计为1格),计算出油膜的面积s。对应演练迁移应用1.(2020北京朝阳检测)在“油膜法估测分子直径”的实验中,我们通过宏观量的测量间接计算微观量。(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成(选填“单层”或“多层”)分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为v的一滴油酸酒精溶液滴到水面上,形成面积为s的油酸薄膜,则由此可估测油酸分子的直径为。(2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液,测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后,接着又进行了下列操作:a.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上,在水面上自由地扩展为

6、形状稳定的油酸薄膜b.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积c.将玻璃板盖到浅水盘上,用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上d.向浅盘中倒入约2 cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上以上操作的合理顺序是(填字母代号)。(3)若实验时痱子粉撒的太厚,则所测的分子直径会(选填“偏大”或“偏小”)。2.(2020山东青岛胶州期中)用油膜法估测分子的大小时有如下步骤:a.将玻璃板放在浅盘上,然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上;b.将油酸和酒精按一定比例配制好;把酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒中,当体积达到1 ml时记下滴入的滴数,算出每滴液滴的体积;把一滴酒精油酸溶液滴在水面上,直至薄

7、膜形态稳定;c.向浅盘中倒入约2 cm深的水,向浅盘中的水面均匀地撤入石膏粉(或痱子粉);d.把玻璃板放在方格纸上,数出薄膜所占面积;e.计算出油膜的厚度d=vs;把以上各步骤按合理顺序排列如下:。实验18用油膜法估测分子的大小必备知识预案自诊基础自测答案(1)见解析(2)cfbaed解析(1)c步骤中,要在水面上均匀地撒上细石膏粉或痱子粉。实验中,要有步骤f:用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数。(2)合理顺序为cfbaed。关键能力学案突破典例1答案使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1

8、 ml油酸酒精溶液的滴数,得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层油膜的面积解析稀释后,油酸在浅盘的水面上更容易形成一块单分子层油膜。把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,测出1ml油酸酒精溶液的滴数n,得到一滴油酸酒精溶液的体积1mln,之后根据浓度求出一滴溶液中纯油酸的体积。根据公式d=vs可知,还需要测单分子层油膜的面积s。典例2答案(1)4.010-3(2)2.510-12(3)6.310-10(4)d解析(1)由于每格边长为1cm,则每一格就是1cm2,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格,则油酸薄膜面积为:s=40cm2=4.010-3m2;(2)1滴酒精

9、油酸溶液中含油酸的体积:v=1ml800.21000=2.510-12m3;由于分子是单分子紧密排列的,因此分子直径为:d=vs=2.510-124.010-3m=6.310-10m(3)计算油酸分子直径的公式是d=vs,v是纯油酸的体积,s是油膜的面积。(4)油膜没有充分展开,则测量的面积s偏小,导致结果计算偏大,故a错误;计算时利用的是纯油酸的体积,酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜,自身溶于水或挥发掉,使测量结果更精确,故b错误;计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,s将偏小,故得到的分子直径将偏大,故c错误;计算时把向量筒中滴入1ml油脂酒精溶液时,滴数多数了10滴,浓度降低,则d

10、偏小,故d正确。对应演练迁移应用1.答案(1)单层vs(2)dacb(3)偏大解析(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,我们的实验依据是:油膜是呈单分子分布的;把油酸分子看成球形;分子之间没有空隙;由上可知,在水面上要形成单层分子油膜;一滴油酸的体积为v,油酸分子的直径为d=vs。(2)本实验首先要制备酒精油酸溶液,并明确一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,同时通过量筒测出n滴油酸酒精溶液的体积;同时向浅盘中倒入约2cm深的水,将痱子粉均匀地撒在水面上;然后将此溶液1滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜的面积。则用此溶液的体积除以其的面积,恰好就是油酸分子的直径。故正确的步骤为dacb。(3)实验过程中,若油膜没有完全散开,则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小,由d=vs可知,实验测量的油酸分子的直径偏大。2.答案cbade解析先用浅盘装入约2cm深的水,然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面;用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数;根据酒精油酸溶液