2015-2016高中物理 第1章 第2节 测量分子的大小学案 粤教版选修3-3

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1、第一章　分子动理论第二节　测量分子的大小1．理解用油膜法测量分子大小的原理，学会利用宏观量测定微观的数量级的方法．2．通过用油膜法测定分子大小的实验，学会用理想化模型来处理实际问题．3．通过探究学习培养学生的创新思维和严谨、求实的科学素养．1．实验器材．序号器材名称备注1已稀释的油酸若干毫升体积比为1∶2002浅盘1只30cm×40cm3注射器(或滴管)1支4带方格的透明塑料盖板1块(续上表)5量筒1个6彩色水笔1支7痱子粉(或石膏粉)带纱网或粉扑2.实验原理．通过测量某些宏观量的数值来估算分子的大小．油膜法

2、是粗测分子大小的一种方法，一般选油酸(密度小于水，浮在水面)，油酸分子式为C17H33COOH，它的构成中的羧基—COOH对水具有很强的亲和力，另一部分—C17H33对水没有亲和力而浮在水面，因此油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为紧密排列的小球，若测出一定体积的油酸体积及在水面上形成的单分子油膜3．实验步骤．(1)用注射器或滴管将老师先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1mL)时的滴数，如图所示．(2)如图所示，在水平放置的浅盘倒入约2cm深的水，

3、用纱网(或粉扑)将适量痱子粉轻轻撒在水面上．(3)如图所示，用滴管将一滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央，待油膜形状稳定后，在浅盘上盖上塑料盖板，用彩笔描出油膜的边缘轮廓．4．数据处理．(1)将画有油酸薄膜轮廓的塑料盖板放在坐标纸上，如图所示，算出油酸薄膜的面积S.(2)由步骤(1)中的数据计算出每滴油酸酒精溶液体积的平均值，再由油酸酒精溶液的浓度算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据一滴油5．注意事项．(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．(2)实验前应练习好滴法．(3)待测油酸扩散后又

4、收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复，第二是酒精挥发后液面收缩．(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好．(6)求油膜面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个．(7)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．1．(多选)用油膜法测分子大小

5、时，采用的理想化条件是(AB)A．把在水面上尽可能充分散开的油膜视为单分子油膜B．把形成单分子油膜的分子看做紧密排列的球形分子C．把油膜视为单分子油膜，但需考虑分子间隙D．将单分子视为立方体模型解析：由用油膜法估测分子的大小的实验可知，将体积为V的油膜液滴滴在水面上，形成面积为S的油膜，由此可以估算出油酸分子的直径为2．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，准备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有(C)A．只有量筒B．只有坐标纸C．量筒和坐标纸D．不再缺仪器解

6、析：测量1滴油酸酒精溶液的体积时，需将注射器内的溶液滴入量筒，而不是滴入原溶液，以防由于酒精挥发导致浓度降低；形成单分子油膜后，要借助坐标纸测量油膜面积，故C正确．3．用油膜法测出分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的(B)A．摩尔质量B．摩尔体积C．体积D．密度4．在用油膜法测量分子的大小的实验中，下列说法正确的是(D)A．油酸可以用汽油代替，因为汽油也不溶入水而能溶入酒精B．可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盘中C．可以用汽油代替酒精，因为油酸能溶入汽油D．不溶入水的各种油不一定能在

7、较短时间内在水面上形成单分子油膜解析：因为汽油易挥发，滴在水面上的汽油将很快挥发，而且汽油也不像油酸分子一样一端有亲水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成单分子油膜，故A选项错．为了使水面上的油酸体积尽量小，应该向水中滴上一滴溶液而不是用量筒倒入，所以B选项错．因为汽油不溶于水，将油酸汽油溶液滴入水面上时，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合适的，故C选项错．由于各种油的分子不是都和油酸分子一样有憎水端和亲水端，有的油分子间有较大的粘连作用，不容易在水面上散开，所以不一定能在水面形成单分子油膜，故

8、D选项正确．5．(多选)油膜法粗略测定分子直径的实验基础是(AB)A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积D．油酸分子直径的数量级是10－15m解析：油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为膜的厚度，它等于滴在水面上的纯油酸的体积除以油膜的面积，而酒精已溶于水或挥发，