实验十六 用油膜法估测油酸分子的大小
例1 (1)AC (2)1×10-9 (3)A
[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:①油膜是呈单分子层分布的;②把油酸分子看成球形;③分子之间空隙不计.故选A、C.
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=××10-6 m3=8×10-12 m3,按照超过半格的算一个,不足半格的舍去原则,可得共有62格,则油酸膜的面积为S=62×10-4 m2=0.62×10-2 m2,油酸分子的直径为d=,代入得d= m≈1×10-9 m.
(3)在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致溶液浓度比计算值小了一些,算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值大,由d=可得d变大,A符合题意;在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,这个拿错的注射器的针管比原来的粗,一滴油酸酒精溶液的实际体积变大,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变大,对应的油膜面积S变大,但体积V还是按原来的细的计算,可得d变小,B不符合题意;由公式d=知,计算的面积比实际面积大一些,可得d变小,C不符合题意.
变式 (1)理想模型法 (2)6×10-10 (3)D
[解析] (1)此实验把油酸分子看成紧密排列的球体,把在水面上形成的油膜看成是单分子油膜,是理想模型法.
(2)由题图可知,油膜所占方格数约为129个,则油膜的面积S=129×1 cm2=129 cm2,每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V=×=8×10-6 mL,则油酸分子的直径d===6×10-8 cm=6×10-10 m.
(3)如果将配置好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中,酒精挥发,溶液的浓度改变,会给实验带来较大误差,故不能用该溶液进行实验,A错误;将一滴油酸酒精溶液滴在水面时,若滴管距水面较远,则溶液受到水的冲击过大时可能无法形成一块完整的油膜,不便于测量油膜面积,B错误;如果在水面滴入一滴油酸酒精溶液后,立即测量油膜面积,则油膜会未充分展开,导致所测油膜的面积误差较大,由d=可知,油酸分子直径d的计算值误差较大,C错误;描绘油膜轮廓时,若玻璃板距水面过高,会导致油膜形状的记录出现较大偏差,D正确.
例2 (1)256 8×10-10 (2)9.4×10-10
[解析] (1)数油膜所占的小方格的个数,多于半格的算一个,不足半格的舍去,得到油膜的面积S=64×2 cm×2 cm=256 cm2.溶液浓度为,每滴溶液体积为 mL,1滴溶液中所含油酸体积为V=2×10-5 cm3.油膜厚度即油酸分子的直径是d=≈8×10-10 m.
(2)直径为d'=1.43×10-8 m的圆周周长为D=πd'≈4.49×10-8 m,可以估算出铁原子的直径为d″= m≈9.4×10-10 m.
例3 (1)油酸分子形成单层分子膜
(2)1×10-9 (3)偏大
[解析] (1)本实验中做了三点理想化假设:将油酸分子视为球形;油酸分子形成单层分子膜;油酸分子是紧挨在一起的.
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=× mL=2.5×10-5 mL,按照超过半格的算一个,不足半格的舍去的原则,可得油酸膜的面积为S=61×4 cm2=244 cm2,油酸分子的直径为d== cm=1×10-9 m.
(3)由题图乙可知该次实验中爽身粉撒太多,油膜未能充分展开,此时所测油膜面积偏小,所以油酸分子的直径测量结果相对于真实值偏大.实验十六 用油膜法估测油酸分子的大小
1.(1)ABD (2)B (3)1.1
[解析] (1)根据实验原理可知A、B、D项内容为理想化假设的内容.
(2)实验中为了使油酸充分展开,获得单分子层油膜,需用酒精对油酸稀释.
(3)根据题意可知,形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积,当油膜面积等于蒸发皿的面积时,油酸酒精溶液体积浓度最大.一滴油酸的最大体积V0=dS=10-10 m×0.22 m2=2.2×10-11 m3,一滴油酸酒精溶液的体积V= cm3=2×10-8 m3,则此油酸酒精溶液的体积浓度至多为=1.1‰.
2.(1)CBDA (2) (3)CD
[解析] (1)“用油膜法估测分子的大小”实验中先把爽身粉均匀撒到水面上,再用注射器取一定的溶液,然后滴到水中,再盖上玻璃盖,用笔在玻璃上描出油酸的轮廓,把坐标纸铺在玻璃上,故顺序为CBDA.
(2)体积为C的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=,一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V0=,所以油酸分子的直径大小为d==.
(3)油膜面积测量值偏大,由上式可知d的测量值偏小,故A错误;爽身粉太薄使油酸边界不清,导致油膜面积测量值偏大,d的测量值偏小,故B错误;未等爽身粉完全散开,就在玻璃片上描绘了油膜轮廓,导致油膜面积测量值偏小,d的测量值偏大,故C正确;求每滴的体积时,溶液有N滴时数成了(N-1)滴,则体积偏大,d的测量值偏大,故D正确.
3.(1)8×10-12 1×10-2 8×10-10
(2)大 (3)小
[解析] (1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V=× mL=8×10-6 mL=8×10-12 m3,油膜的面积S=132×1 cm2=132 cm2≈1×10-2 m2,油酸分子的直径d=≈ m=8×10-10 m.
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL,则代入计算的纯油酸的体积偏大,可知测量结果偏大.
(3)若油酸酒精溶液长时间静置,则浓度变大,代入计算的纯油酸体积偏小,可知测量结果偏小.实验十六 用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验目的
1.估测油酸分子的大小.
2.学会间接测量微观量的原理和方法.
二、实验原理
如图所示,测出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜面积,将油酸分子看成球形,用d=计算出油膜的厚度,其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,S为油膜面积,这个厚度d就是油酸分子的直径.
三、实验器材
清水、浅盘、注射器(或胶头滴管)、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸酒精溶液、量筒、彩笔.
四、实验步骤
1.在浅盘中盛入适量的水(约2 cm深),静置一段时间使水处于稳定状态.
2.用注射器(或胶头滴管)取事先配好的体积浓度为k的油酸酒精溶液,逐滴滴入量筒中,记下滴入1 mL溶液的滴数N.
3.将适量爽身粉均匀地撒在水面上.
4.用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上.
5.待油酸膜的形状稳定后,把玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状.
五、数据处理
1.计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积:V=(mL).
2.计算油酸膜的面积S:将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓内方格的个数,多于半格的算一个,不足半格的舍去.把方格的个数乘单个方格的面积就得到油酸膜的面积.
3.计算油酸的分子直径:d=(注意单位统一).
六、误差分析
1.油酸酒精溶液配制后长时间放置,溶液的浓度容易改变,会给实验带来较大误差.
2.利用格子数计算轮廓面积时,轮廓的不规则性容易带来计算误差.
3.测量量筒内溶液增加1 mL的滴数时,产生误差.
4.画油膜形状时产生误差.
七、注意事项
1.实验前,必须把所有的实验用具擦洗干净,实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管不能混用,否则会增大误差,影响实验结果.
2.待测油酸扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓,扩散后又收缩有两个原因:一是水面受油酸酒精溶液液滴的冲击凹陷后又恢复;二是酒精挥发后液面收缩.
3.爽身粉不宜撒得过厚,油酸酒精溶液的浓度要适宜.
4.向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,不能离水面太高,否则油膜轮廓难以形成.
例1 [2024·云南昆明一中模拟] 某同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,将油酸溶于酒精,其浓度为每1000 mL溶液中有0.6 mL油酸.用注射器测得1 mL上述溶液有75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,画出油膜的形状如图所示.
(1)该实验中的理想化假设是 .
A.将油膜看成单分子层油膜
B.考虑了各油酸分子间的间隙
C.将油酸分子看成球形
(2)坐标纸中每个小方格的边长为1 cm,该同学测出油酸分子的直径是 m(结果保留一位有效数字).
(3)该学生完成实验后,查阅资料发现计算出的油酸分子直径偏大,可能的原因是 .
A.在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些
B.在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,这个拿错的注射器的针管比原来的粗,每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大
C.在计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,导致计算的面积比实际面积大一些
[反思感悟]
变式 在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中:
(1)在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体,在水面形成单分子油膜”,体现的物理思想方法是 .
(2)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘
里,待水面稳定后,描出的油酸膜的轮廓形状如图所示,坐标中方格的边长为1 cm,由此可估测油酸分子的直径是 m.(保留一位有效数字)
(3)关于本实验,下列操作正确的是 (填选项前的字母).
A.配置好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中,能进行实验
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面时,滴管距水面应尽可能远些
C.在水面滴入一滴油酸酒精溶液后,应立即测量油膜面积
D.描绘油膜轮廓时,玻璃板距水面不能过高
例2 [2024·辽宁沈阳模拟] 测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微镜法.
(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用移液管量取0.25 mL油酸,倒入标注250 mL的容量瓶中,再加入酒精,得到250 mL的溶液;然后用滴管吸取这种溶液,一滴一滴地向小量筒中滴入,当溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度时,恰好滴入了50滴;再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有爽身粉的盛水浅盘中滴入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的玻璃板下观察油膜,如图甲所示.坐标格中每个小方格的大小为2 cm×2 cm.由图可以估算出油膜的面积是 cm2,由此估算出油酸分子的直径是 m(结果保留一位有效数字).
(2)图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8 m的圆周而组成的.由此可以估算出铁原子的直径为 m(结果保留两位有效数字).
[反思感悟]
例3 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:
(1)本实验中做了三点理想化假设:将油酸分子视为球形; ;油酸分子是紧挨在一起的.
(2)配置的油酸酒精溶液每1000 mL 溶液中有纯油酸5 mL,用注射器测得0.5 mL 上述溶液有100滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的浅盘里,测得油酸膜的近似轮廓如图甲所示,图中小方格的边长为2 cm,则估测出油酸分子的直径是 m(结果保留一位有效数字).
(3)在一次实验中得到了图乙所示的油膜,如果按此油膜来计算分子直径,你认为测量结果相对于真实值会 (选填“偏大”“偏小”或“无系统误差”).
[反思感悟]
实验十六 用油膜法估测油酸分子的大小 (限时20分钟)
1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:
(1)该实验中的理想化假设是 (填选项前的字母).
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 (填选项前的字母).
A.可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸起到稀释作用
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、注射器、烧杯、纯油酸和无水酒精若干.1 mL溶液滴入烧杯中约为50滴,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体积浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为 ‰(保留两位有效数字).
2.[2024·安徽黄山模拟] 在“用油膜法估测分子的大小”实验中,小物同学用体积为A的纯油酸配置成体积为B的油酸酒精溶液,用注射器取体积为C的油酸酒精溶液,再把它一滴一滴地全部滴入烧杯,滴数为N.
(1)此后实验操作的正确排序为 (用字母符号表示).
A.描绘油膜轮廓
B.取油酸酒精溶液
C.撒粉
D.滴油酸酒精溶液
(2)把1滴该溶液滴入浅盘里,稳定后测得油酸膜面积为S,估算出油酸分子的直径大小为 (用以上字母表示).
(3)小物同学的计算结果明显偏大,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.爽身粉太薄使油酸边界不清,导致油膜面积测量值偏大
C.未等爽身粉完全散开,就在玻璃片上描绘了油膜轮廓
D.用注射器测得1 mL溶液有N滴时数成了滴
3.[2024·山东日照模拟] 某同学在实验室用油膜法估测油酸分子的大小,实验主要步骤如下:
①向体积V油=6 mL的油酸中加酒精,直至总量达到V总=104 mL;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入n=75滴时,测得其体积恰好是V0=1 mL;
③先往浅盘里倒入2 cm深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油膜的形状;
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,小方格的边长为L=1 cm.
根据以上信息,回答下列问题:
(1)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 m3,油膜面积为 m2,油酸分子直径为 m.(以上结果均保留1位有效数字)
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1 mL,则最终的测量结果将偏 (选填“大”或“小”).
(3)若油酸酒精溶液长时间静置,则最终的测量结果将偏 (选填“大”或“小”). (共54张PPT)
实验十六 用油膜法估测油酸分子的大小
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教材原型实验
拓展创新实验
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备用习题
一、实验目的
1.估测油酸分子的大小.
2.学会间接测量微观量的原理和方法.
二、实验原理
如图所示，测出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的单分子油膜面积，将油
酸分子看成球形，用计算出油膜的厚度，其中 为一滴油酸酒精溶液
中纯油酸的体积，为油膜面积，这个厚度 就是油酸分子的直径.
三、实验器材
清水、浅盘、注射器(或胶头滴管)、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸酒精
溶液、量筒、彩笔.
四、实验步骤
1.在浅盘中盛入适量的水(约 深),静置一段时间使水处于稳定状态.
2.用注射器(或胶头滴管)取事先配好的体积浓度为 的油酸酒精溶液,逐滴
滴入量筒中,记下滴入溶液的滴数 .
3.将适量爽身粉均匀地撒在水面上.
4.用注射器(或胶头滴管)靠近水面将一滴油酸酒精溶液滴在水面上.
5.待油酸膜的形状稳定后,把玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状.
五、数据处理
1.计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积: .
2.计算油酸膜的面积 将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓
内方格的个数,多于半格的算一个,不足半格的舍去.把方格的个数乘单个方
格的面积就得到油酸膜的面积.
3.计算油酸的分子直径: (注意单位统一).
六、误差分析
1.油酸酒精溶液配制后长时间放置,溶液的浓度容易改变,会给实验带来较
大误差.
2.利用格子数计算轮廓面积时,轮廓的不规则性容易带来计算误差.
3.测量量筒内溶液增加 的滴数时,产生误差.
4.画油膜形状时产生误差.
七、注意事项
1.实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶
液的移液管不能混用，否则会增大误差，影响实验结果.
2.待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原
因：一是水面受油酸酒精溶液液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后
液面收缩.
3.爽身粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度要适宜.
4.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜轮
廓难以形成.
例1 [2024·云南昆明一中模拟] 某同学在做“用油膜法
估测分子的大小”的实验时，将油酸溶于酒精，其浓
度为每溶液中有 油酸.用注射器测得
上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘
里，待水面稳定后，画出油膜的形状如图所示.
(1) 该实验中的理想化假设是_____.
A.将油膜看成单分子层油膜
B.考虑了各油酸分子间的间隙
C.将油酸分子看成球形
[解析] 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的
实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③分
子之间空隙不计.故选A、C.
√
√
(2) 坐标纸中每个小方格的边长为 ，该同学测出
油酸分子的直径是_________ (结果保留一位有效数字).
[解析] 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
，按照超过
半格的算一个，不足半格的舍去原则，可得共有62格，则油酸膜的面积为
，油酸分子的直径为 ，代入得
.
(3) 该学生完成实验后，查阅资料发现计算出的油酸
分子直径偏大，可能的原因是___.
A.在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，
导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些
B.在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，
不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿
错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的
体积比原来的大
C.在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成
了一格，导致计算的面积比实际面积大一些
√
[解析] 在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了
一点，导致溶液浓度比计算值小了一些，算出的一滴
油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值大，由 可
得 变大，A符合题意；在计算注射器滴出的每一滴油
酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液
滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，一滴油酸酒精溶液的
实际体积变大，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变大，对应的油膜面积
变大，但体积还是按原来的细的计算，可得 变小，B不符合题意；由
公式知，计算的面积比实际面积大一些，可得 变小，C不符合题意.
变式 在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中：
(1) 在本实验中“将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油
膜”，体现的物理思想方法是____________.
理想模型法
[解析] 此实验把油酸分子看成紧密排列的球体，把在水面上形成的油膜
看成是单分子油膜，是理想模型法.
(2) 若所用油酸酒精溶液的浓度约为每 溶液
中有纯油酸.用注射器测得 上述溶液为75滴，
把1滴该溶液滴入盛水的浅盘】里，待水面稳定后，
描出的油酸膜的轮廓形状如图所示，坐标中方格的
边长为 ，由此可估测油酸分子的直径是
____________ .(保留一位有效数字)
[解析] 由题图可知，油膜所占方格数约为129个，则
油膜的面积 ，每滴油酸
酒精溶液中含有纯油酸的体积
，则油酸分子的直
径 .
(3) 关于本实验，下列操作正确的是___(填选项前的字母).
A.配置好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中，能进行实验
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面时，滴管距水面应尽可能远些
C.在水面滴入一滴油酸酒精溶液后，应立即测量油膜面积
D.描绘油膜轮廓时，玻璃板距水面不能过高
√
[解析] 如果将配置好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中，酒精挥发，
溶液的浓度改变，会给实验带来较大误差，故不能用该溶液进行实验，A
错误；将一滴油酸酒精溶液滴在水面时，若滴管距水面较远，则溶液受到
水的冲击过大时可能无法形成一块完整的油膜，不便于测量油膜面积，B
错误；如果在水面滴入一滴油酸酒精溶液后，立即测量油膜面积，则油膜
会未充分展开，导致所测油膜的面积误差较大，由 可知，油酸分子
直径 的计算值误差较大，C错误；描绘油膜轮廓时，若玻璃板距水面过
高，会导致油膜形状的记录出现较大偏差，D正确.
例2 [2024·辽宁沈阳模拟] 测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微镜法.
(1) 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取油酸，倒入标注 的容量瓶中，再加入酒精，得到 的溶液；然后用滴管吸取这种溶液，一滴一滴地向小量筒中滴入，当溶液的液面达到量筒中 的刻度时，恰好滴入了50滴；再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有爽身粉的盛水浅盘中滴入1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜；
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待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示.坐标格中每个小方格的大小为.由图可以估算出油膜的面积是_____ ，由此估算出油酸分子的直径是__________ (结果保留一位有效数字).
[解析] 数油膜所占的小方格的个数，
多于半格的算一个，不足半格的舍去，
得到油膜的面积
.溶
液浓度为 ，每滴溶液体积为
,1滴溶液中所含油酸体积为 .油膜厚度即油酸分子
的直径是 .
(2) 图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围
栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为 的圆周而组成
的.由此可以估算出铁原子的直径为____________
(结果保留两位有效数字).
[解析] 直径为的圆周周长为 ，可以估算出铁原子的直径为 .
例3 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1) 本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；____________
_____________；油酸分子是紧挨在一起的.
油酸分子形成单层分子膜
[解析] 本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油酸分子
形成单层分子膜；油酸分子是紧挨在一起的.
测得油酸膜的近似轮廓如图甲所示，图中小方格的边长为
，则估测出油酸分子的直径是_________ (结果保留一位有效数字).
(2) 配置的油酸酒精溶液每 溶液中有纯油
酸，用注射器测得 上述溶液有100滴，
把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有爽身粉的浅盘里，
[解析] 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
，按照超过半格的算一个，不足半格
的舍去的原则，可得油酸膜的面积为 ，油酸分
子的直径为 .
(3) 在一次实验中得到了图乙所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，
你认为测量结果相对于真实值会______(选填“偏大”“偏小”或“无系统误
差”).
偏大
[解析] 由题图乙可知该次实验中爽身粉撒太多，油膜未能充分展开，此
时所测油膜面积偏小，所以油酸分子的直径测量结果相对于真实值偏大.
1.某实验小组做了“用油膜法测油酸分子的大小”的实验.
(1) 他们进行了下列操作.请选出需要的操作，并按正确操作的先后顺序排
列起来：D、_____________(用字母符号表示).
A.倒入油酸
B.倒入水
C.描绘油膜轮廓
B、F、E、C
D.记录油酸酒精溶液的滴数
E.滴油酸酒精溶液
F.撒粉
[解析] “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液
(记下配制比例) 测定一滴油酸酒精溶液的体积 准备浅水盘 形成油
膜 描绘油膜边缘 测量油膜面积 计算分子直径，因此操作先后顺序
排列应是： .
(2) 利用油膜法可以测阿伏加德罗常数.如果已知体积为 的一滴纯油酸在
水面上散开形成的单分子油膜的面积为，这种油的密度为 ，摩尔质量
为，则阿伏加德罗常数的表达式为 _ ____.(分子看成球体)
[解析] 油酸分子的直径，油酸分子的体积 ，设阿伏加德
罗常数为，有 ,解得 .
(3) 在该实验中，若测出的分子直径结果明显偏大，则可能的原因有____
(填选项前的字母).
A.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
B.计算油酸膜面积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理
C.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时， 的溶液滴数少计了5滴
√
√
[解析] 水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测得的油膜面积
偏小，由 可知，测出的分子直径结果偏大，故A正确；计算油酸膜面
积时，错将不足半格的方格作为完整方格处理，则测得的油膜面积偏大，
由 可知，测出的分子直径结果偏小，故B错误；油酸酒精溶液配制时
间较长，酒精挥发较多，则溶液浓度增大，1滴溶液形成的油膜面积变大，
得到的分子直径将偏小，故C错误；求每滴油酸酒精溶液的体积时，
的溶液滴数少计了5滴，则测得纯油酸的体积偏大，由 可知，测出的
分子直径结果偏大，故D正确.
2.在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸注入 的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液
面达到 的刻度，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精
溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒.记录滴入的滴数直到量筒内液体
达到 为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约的浅水盘内注入约 深的水，将爽身粉均匀地撒在水
面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发
后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有爽身粉，可以
清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板
放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为
的方格纸上.
(1) 利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸的体积
为__________，油膜面积为____________ ，求得的油酸分子直径为
__________ (此空保留一位有效数字).
[解析] 一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为
，
油膜面积为 ，
求得油酸分子直径为 .
(2) 若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为，油酸的密度为 ，则
下列说法正确的是____(填选项前的字母).
A.油酸所含分子数为 B.油酸所含分子数为
C.1个油酸分子的质量为 D.油酸分子的直径约为
√
√
[解析] 油酸所含有分子数为 ，故A错误； 油酸所含分子数为 ，故B正确；1个油酸分子的质量为 ，故C正确；假设油酸分子为球形，其直径为，则一个油酸分子的体积为 ，油酸的摩尔体积为， ，联立可得 ，故D错误.
(3) 某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据
都偏大，对于出现这种结果的原因，不可能是___(填选项前的字母).
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C.画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好
D.水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
√
[解析] 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,会使计算结果偏大，故A不符合题意；计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，会使油膜面积增大导致计算结果偏小，故B符合题意；画油膜轮廓时，没等轮廓稳定下来就立刻画好，会使油膜面积减小导致计算结果偏大，故C不符合题意；水面上爽身粉撒的较多，油酸膜没有充分展开，使油膜面积减小导致计算结果偏大，故D不符合题意.
作业手册
1.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1) 该实验中的理想化假设是_____(填选项前的字母).
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
[解析] 根据实验原理可知A、B、D项内容为理想化假设的内容.
√
√
√
(2) 实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是___(填选项前的
字母).
A.可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸起到稀释作用
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
[解析] 实验中为了使油酸充分展开，获得单分子层油膜，需用酒精对油
酸稀释.
√
(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
的蒸发皿、注射器、烧杯、纯油酸和无水酒精若干. 溶液滴入
烧杯中约为50滴，已知分子直径数量级为 ，则该老师配制的油酸
酒精溶液体积浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为____
(保留两位有效数字).
1.1
[解析] 根据题意可知，形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积，当油膜面积等于蒸发皿的面积时，油酸酒精溶液体积浓度最大.一滴油酸的最大体积 ，一滴油酸酒精溶液的体积 ，则此油酸酒精溶液的体积浓度至多为 .
2.[2024·安徽黄山模拟] 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，小物同学用
体积为的纯油酸配置成体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为 的
油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为 .
(1) 此后实验操作的正确排序为______(用字母符号表示).
A.
描绘油膜轮廓
B.
取油酸酒精溶液
C.
撒粉
D.
滴油酸酒精溶液
[解析] “用油膜法估测分子的大小”实验中先把爽身粉均匀撒到水面上，再
用注射器取一定的溶液，然后滴到水中，再盖上玻璃盖，用笔在玻璃上描
出油酸的轮廓，把坐标纸铺在玻璃上，故顺序为 .
(2) 把1滴该溶液滴入浅盘里，稳定后测得油酸膜面积为 ，估算出油酸分
子的直径大小为____(用以上字母表示).
[解析] 体积为的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ，一滴油酸
酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ，所以油酸分子的直径大小为
.
(3) 小物同学的计算结果明显偏大，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.爽身粉太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大
C.未等爽身粉完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓
D.用注射器测得溶液有滴时数成了 滴
[解析] 油膜面积测量值偏大，由上式可知 的测量值偏小，故A错误；爽
身粉太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大， 的测量值偏小，
故B错误；未等爽身粉完全散开，就在玻璃片上描绘了油膜轮廓，导致油
膜面积测量值偏小， 的测量值偏大，故C正确；求每滴的体积时，溶液
有滴时数成了滴，则体积偏大， 的测量值偏大，故D正确.
√
√
3.[2024·山东日照模拟] 某同学在实验室用油膜法估测
油酸分子的大小，实验主要步骤如下：
①向体积 的油酸中加酒精，直至总量达到
；
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴
入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是 ；
③先往浅盘里倒入 深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事
先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小
方格的个数，小方格的边长为 .
根据以上信息，回答下列问题：
(1) 一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
__________，油膜面积为_________ ，油酸分子
直径为__________ .(以上结果均保留1位有效数字)
[解析] 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
，油膜
的面积 ，油酸分子的直径
.
(2) 若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足 ，则最
终的测量结果将偏____(选填“大”或“小”).
大
[解析] 若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足 ，则
代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量结果偏大.
(3) 若油酸酒精溶液长时间静置，则最终的测量结果将
偏____(选填“大”或“小”).
小
[解析] 若油酸酒精溶液长时间静置，则浓度变大，代入
计算的纯油酸体积偏小，可知测量结果偏小.
教材原型实验
例1.（1）AC （2） （3）A
变式.（1）理想模型法 （2） （3）D
拓展创新实验
例2.（1）256, （2）
例3.（1）油酸分子形成单层分子膜 （2） （3）偏大
1.（1） （2）B （3）1.1
2.（1） （2） （3）
3.（1）,, （2）大 （3）小
