高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小教课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小教课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，单个分子，－10，坐标纸，课内互动探究，探究，7×10－10，④①②⑤③，×10－10等内容，欢迎下载使用。
2．实验：用油膜法估测油酸分子的大小
 1．知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。2．通过油膜法实验使学生知道科学研究中的一种方法：利用宏观量求微观量。3．知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。4．会动手进行实验，得出较准确的实验结果。
 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。
1．处理方法(1)理想化：认为油酸薄膜是由___________紧密排列组成的，则油膜的_______即为油酸分子的直径，如图所示。(2)模型化：把油酸分子简化成_______。
2．估算方法实验时测出一滴油酸的体积V，再测出油膜的面积S，估算出油膜的厚度，认为就是油酸分子的直径d＝______。3．分子的大小一般分子大小的数量级是_______________m，质量的数量级是________________________kg。
10－26～10－27
1．实验器材_______、_______、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、_________、彩笔、痱子粉或细石膏粉。2．实验步骤(1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。(2)取1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200 mL的油酸酒精溶液。
(3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V。(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状。(6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S或者玻璃板上边长为1 cm的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S。计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。
(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差。(2)实验前应注意浅盘是否干净，否则难以形成油膜。(3)浅盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀撒在水面上。(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。(5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。(6)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。
简化处理是在一定场合、一定条件下突出客观事物的某种主要因素，忽略次要因素而建立的。将分子简化成球形，并且紧密排列，有利于主要问题的解决。
用油膜法估测分子大小的实验探究
典|例|剖|析 　(2023·扬州市江都区大桥高级中学高二阶段练习)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每1 000 L溶液中有纯油酸0.5 L，用注射器测得1 mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待油膜形状稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中小正方形方格的边长为1 cm，回答下列问题：
(1)油酸薄膜的面积是_______cm2。(2)油酸分子的直径是____________________m。(结果保留两位有效数字)
(3)某同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是_______。A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C．水面上爽身粉撒得太多，油膜没有充分展开D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理(4)利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏伽德罗常数，如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常数的表达式为_________。(分子看成球体)
在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是_____________。(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________________m。(结果保留1位有效数字)。
典|例|剖|析 　(2022·清华大学附属中学期中)测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
(1)某同学在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，先用移液管量取0.25 mL油酸，制成250 mL的油酸酒精溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度。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2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待薄膜稳定后，放上带有小方格的玻璃板并勾画近出油膜轮廓，如图所示。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。(最后一空保留一位有效数字)
(2)另一位同学用(1)中的实验步骤计算出油酸分子的直径为4.6× 10－9 m，此实验结果的产生原因可能是_____A．爽身粉撒得过多B．勾画油膜轮廓时所画轮廓偏大C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL溶液的滴数多数了几滴D．在将溶液滴入量筒之前，配制好的溶液在空气中搁置了较长时间
在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将1 mL的油酸加入酒精中配制成1 000 mL的油酸酒精溶液，通过注射器测得80滴这样的溶液为1 mL，取1滴溶液滴在撒有爽身粉的浅水槽中，待油膜界面稳定后，测得油膜面积为253 cm2。(1)估算油酸分子的直径d＝_________________ m(结果保留一位有效数字)。(2)将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间，再使用该溶液进行实验会导致分子直径的测量结果_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
本实验用到的物理思想(1)建立模型，合理估算①将分子看成球形且无间隙紧密排列，将油膜厚度视为单分子油膜层的厚度；②测量油膜面积时，运用割补法，不足半个方格的舍去，多于半个方格的算一个。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。
测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法。
(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，采用了三条理想化假设，分别是将油膜看成_______________；不考虑各油酸分子间的_______；将油酸分子看成_______。
(2)实验中使用了油酸酒精溶液，其中酒精的作用是_____。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：面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1 mL)、纯油酸和无水酒精若干。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)。
解析：(1)计算分子直径是根据体积与面积之比，所以需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形。(2)实验中使用了油酸酒精溶液，其中酒精对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油膜的面积，使油酸分子尽可能少地在竖直方向上重叠，更能保证其形成单分子层油膜，也就是为了减小系统误差，故B正确。
一、知识储备1．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，我们估测到的物理量是( 　　)A．水分子的直径B．水分子的体积C．油酸分子的直径D．油酸分子的体积解析：在实验过程中，油膜完全散开，油酸在水面上形成单分子油膜，通过每滴溶液中纯油酸的体积除以油膜的面积得到的是油酸分子的直径，故A、B、D错误，C正确。
2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，用注射器向浅盘里的水面滴入的是( 　　)A．一滴油酸酒精溶液　　B．一滴纯油酸C．1 mL油酸酒精溶液 D．1 mL纯油酸解析：在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，为了让油酸在水面上形成单分子油膜，应配制一定比例的油酸酒精溶液，且只取一滴油酸酒精溶液滴在水面上．故A正确，B、C、D错误。
二、数据处理3．(2022·泰州中学开学考试)将1 mL油酸加到酒精中制成500 mL溶液，用滴管取1 mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴。现在让其中一滴滴到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200 cm2，则估算出油酸分子的直径是_________________m。
4．(2022·武汉南湖中学检测)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，准备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、注射器、爽身粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔、烧杯、坐标纸。(1)已知104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，这滴溶液中含纯油酸的体积是____________________m3。
(2)待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm，则油膜的面积是______________m2。(3)根据上述数据，计算出油酸分子的直径是_______________m。