第1章 第2节　科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小（课件 学案 练习，共3份） 鲁科版（2019）选择性必修 第三册

第2节　科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小 学习目标　1.知道用油膜法测定分子大小的思路。2.通过实验估测分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。3.了解一般分子大小的数量级。 一、实验目的 1.估测油酸分子大小的数量级。 2.体验通过油膜法测量油酸分子大小的思想方法。 二、实验器材 油酸、酒精、清水、滴管(或注射器)、量筒、笔、爽身粉、玻璃片、浅水盘、坐标纸。 三、实验原理与设计 油酸是一种脂肪酸，把一滴油酸滴到平静的水面上，油酸会展开成一片油膜。油膜面积最大且稳定时，可近似认为是单层油酸分子油膜。若把油酸分子视为球体，则单分子油膜的厚度就近似等于分子的直径。只要测量出这一滴油酸的体积V和油膜的面积S，就可估算出油酸分子的直径d＝(如图所示)。 四、实验步骤 1.配制油酸酒精溶液，取1 mL的油酸滴入酒精中配制成500 mL的油酸酒精溶液。 2.用滴管(或注射器)将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内溶液增加一定体积(如1 mL)时的滴数，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积。 3.向浅水盘内倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层爽身粉。用滴管在其上滴一滴油酸酒精溶液，待油层不再扩散、形状稳定时，就近似形成了单分子油膜。 4.将玻璃片盖在浅水盘上，用笔将油膜的轮廓描绘在玻璃片上。 5.将描有油膜轮廓的玻璃片放在坐标纸上，算出油膜的面积S。求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，数出轮廓内正方形的个数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)。 6.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。根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径d。 五、数据处理 1.一滴油酸酒精溶液的平均体积 V＝(V0为N滴油酸酒精溶液的体积)。 2.一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 V＝V×油酸溶液的体积比(体积比＝)。 3.油膜的面积S＝n×1 cm2(n为有效格数，小方格的边长为1 cm)。 4.分子直径d＝。 六、注意事项 1.干净：实验所有用具都要擦洗干净，否则难以形成油膜。 2.适量：爽身粉和油酸的用量都不要太大，否则不宜成功。 3.适宜：油酸酒精溶液的浓度以小于1%为宜，且配置好后不要长时间放置，以免浓度发生改变，造成较大的实验误差。 4.水平、垂直：浅盘要水平放置，以便准确描绘出油膜的轮廓；描绘轮廓线时，视线应与玻璃片表面垂直。 5.稳定：待油膜形状稳定后，再画油膜轮廓。 6.规范：计算时注意单位、数量级以及有效数字等。 七、误差分析 1.偶然误差：实验时配制的油酸酒精溶液的浓度不准确、油酸在水面展开不完全、油酸面积的计算不准确都将影响实验结果的准确性。 2.系统误差：实验中将油酸分子视为球体，与实际分子形体有区别，实验只能得到分子直径的数量级，而不能得到准确值。 探究1　实验原理与操作 例1 (2023·广东广州市期末)某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，测算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，完成相关实验操作。试问： (1)该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后排序：_____(用字母符号表示)。 (2)某同学在做该实验时，计算结果明显偏大，其原因可能是_____。 A.计算油膜面积时所有不足一格的方格全部按满格计数 B.用注射器测得1 mL溶液有N滴时数成了(N－1)滴 C.爽身粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 D.未等爽身粉末完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓 (3)在本实验中，做了一些理想化假设，以下说法正确的是_____。 A.把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜 B.把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子 C.将油膜视为单分子油膜，但需要考虑分子间隙 D.在浅盘水面内均匀撒爽身粉的厚度刚好等于分子直径 听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ... ...