2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 熱學(xué) 實(shí)驗(yàn)13 用油膜法估測(cè)分子的大小課件 新人教版.ppt

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實(shí)驗(yàn)13用油膜法估測(cè)分子的大小 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓罍y(cè)油酸分子的大小 二 實(shí)驗(yàn)原理1 利用油酸酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜 如圖所示 2 將油酸分子看作球形 測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積 3 用d 計(jì)算出油膜的厚度 V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積 S為油膜面積 這個(gè)厚度就近似等于油酸分子的直徑 三 實(shí)驗(yàn)器材盛水淺盤(pán) 注射器 或滴管 容量瓶 坐標(biāo)紙 玻璃板 痱子粉 或細(xì)石膏粉 油酸酒精溶液 量筒 彩筆 四 實(shí)驗(yàn)步驟1 配制油酸酒精溶液 把1mL的油酸溶于酒精中 制成200mL的油酸酒精溶液 2 往淺盤(pán)中倒入約2cm深的水 然后將痱子粉 或石膏粉 均勻地撒在水面上 3 用滴管 或注射器 向量筒中滴入n滴油酸酒精溶液 使這些溶液體積恰好為1mL 算出每滴油酸酒精溶液所含油酸的體積V mL 4 用滴管 或注射器 向水面上滴入一滴油酸酒精溶液 形成油膜 5 待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后 將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤(pán)上 用彩筆將油酸薄膜的形狀畫(huà)在玻璃板上 6 將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上 算出油酸薄膜的面積S 五 誤差分析1 純油酸體積的計(jì)算引起誤差 2 油膜面積的測(cè)量引起的誤差主要有兩個(gè)方面 1 油膜形狀的畫(huà)線(xiàn)誤差 2 數(shù)格子法本身是一種估算的方法 自然會(huì)帶來(lái)誤差 六 注意事項(xiàng)1 實(shí)驗(yàn)前 必須將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈 實(shí)驗(yàn)時(shí) 吸取油酸 酒精和油酸酒精溶液的滴管不能混用 否則會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差 2 油酸酒精溶液中油酸與酒精的體積比以1 200為宜 3 淺盤(pán)里的水面離盤(pán)口面的距離應(yīng)較小 并要水平放置 以便準(zhǔn)確地畫(huà)出油酸薄膜的形狀 畫(huà)線(xiàn)時(shí)視線(xiàn)應(yīng)與板面垂直 4 油酸在水面上形成的薄膜先擴(kuò)散后收縮 要在薄膜形狀穩(wěn)定后再畫(huà)輪廓 薄膜擴(kuò)散后又收縮的原因有兩個(gè) 一是水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復(fù) 二是酒精揮發(fā)后 薄膜回縮 5 滴油酸溶液的滴口應(yīng)在離水面1cm之內(nèi) 否則油酸薄膜難以形成 實(shí)驗(yàn)前要注意滴法的練習(xí) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)原理與操作例1 2017 黑龍江伊春市南岔區(qū)期中 在油膜法估測(cè)油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)中 有下列實(shí)驗(yàn)步驟 a 往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤(pán)里倒入約2cm深的水 待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上 b 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上 待薄膜形狀穩(wěn)定 c 將畫(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上 計(jì)算出油膜的面積 根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小 d 用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中 記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù) 由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 e 將玻璃板放在淺盤(pán)上 然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上 完成下列填空 1 上述步驟中 正確的順序是 填寫(xiě)步驟前面的數(shù)字 2 將1cm3的油酸溶于酒精 制成300cm3的油酸酒精溶液 測(cè)得1cm3的油酸酒精溶液有50滴 現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上 測(cè)得所形成的油膜的面積是0 13m2 由此估算出油酸分子的直徑為m 結(jié)果保留一位有效數(shù)字 答案 1 dabec 2 5 10 10解析 2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知 油酸分子直徑為d m 5 10 10m 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 用油膜法估測(cè)分子大小的思路 1 理解分子模型 也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜厚度即分子直徑 2 明確溶質(zhì)和溶劑的關(guān)系 正確求出純油酸體積V 3 準(zhǔn)確 數(shù) 出油膜的面積S 4 利用d 求得分子直徑 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 數(shù)據(jù)處理與誤差分析例2 2017 山東臨沭縣期中 油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0 6mL 現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液 量筒中的溶液體積增加了1mL 若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤(pán)中 由于酒精溶于水 油酸在水面展開(kāi) 穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示 每一小方格的邊長(zhǎng)為25mm 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 1 這種估測(cè)方法是將每個(gè)油酸分子視為模型 讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi) 則形成的油膜可視為油膜 這層油膜的厚度可視為油酸分子的 圖中油酸膜的面積為m2 每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是m3 根據(jù)上述數(shù)據(jù) 估測(cè)出油酸分子的直徑是m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 在距水面約2cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜 實(shí)驗(yàn)時(shí)觀(guān)察到 油膜的面積會(huì)先擴(kuò)張后又收縮了一些 這是為什么呢 請(qǐng)寫(xiě)出你分析的原因 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 答案 1 球體單分子直徑4 5 10 21 2 10 112 7 10 10 2 水面受到落下油滴的沖擊 先陷下后又恢復(fù)水平 因此油膜的面積擴(kuò)張 油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā) 使液面收縮 解析 1 油膜面積約占72小格 面積約為S 72 25 25 10 6m2 4 5 10 2m2 一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除了按步驟進(jìn)行操作 還要仔細(xì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 并學(xué)會(huì)分析所觀(guān)察到的現(xiàn)象 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理防止出現(xiàn)以下四個(gè)方面的錯(cuò)誤 1 將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算 2 計(jì)算油膜面積時(shí) 將不完整的方格作為完整方格處理 3 計(jì)算油酸膜面積時(shí) 只數(shù)了完整的方格數(shù) 4 計(jì)算分子直徑時(shí)沒(méi)有統(tǒng)一到國(guó)際單位 1 2017 陜西渭南一模 關(guān)于用 油膜法 估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn) 下列說(shuō)法正確的是 A 單分子油膜的厚度被認(rèn)為是油酸分子的直徑B 測(cè)量結(jié)果表明 分子直徑的數(shù)量級(jí)是10 10mC 實(shí)驗(yàn)時(shí)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面 再把痱子粉撒在水面上D 處理數(shù)據(jù)時(shí)將一滴油酸酒精溶液的體積除以油膜面積就算得油酸分子的直徑E 實(shí)驗(yàn)時(shí) 先將1cm3的油酸滴入300cm3的純酒精中 制成油酸酒精溶液 再取一滴該溶液滴在撒有痱子粉的水面上 測(cè)量所形成的油膜面積 答案 解析 2 2017 山東濟(jì)寧期末 測(cè)量分子大小的方法有很多 如油膜法 顯微法 1 在用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中 用移液管量取0 25mL油酸 倒入標(biāo)注250mL的容量瓶中 再加入酒精后得到250mL的溶液 然后用滴管吸取這種溶液 向小量筒中滴入100滴溶液 溶液的液面達(dá)到量筒中1mL的刻度 再用滴管取配好的油酸溶液 向撒有痱子粉的盛水淺盤(pán)中滴下2滴溶液 在液面上形成油酸薄膜 待油膜穩(wěn)定后 放在帶有正方形坐標(biāo)格的玻璃板下觀(guān)察油膜 如圖甲所示 坐標(biāo)格的每個(gè)小正方形大小為2cm 2cm 由圖可以估算出油膜的面積是cm2 由此估算出油酸分子的直徑是m 保留一位有效數(shù)字 2 圖乙是用掃描隧道顯微鏡拍下的一個(gè) 量子圍欄 的照片 這個(gè)量子圍欄是由48個(gè)鐵原子在銅的表面排列成直徑為1 43 10 8m的圓周而組成的 由此可以估算出鐵原子的直徑約為m 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 答案 1 2568 10 10 2 9 4 10 10 解析 1 數(shù)油膜的正方形格數(shù) 大于半格的算一格 小于半格的舍去