2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)增分 專題13 用油膜法估測(cè)分子的大小學(xué)案

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1、 實(shí)驗(yàn)十三　用油膜法估測(cè)分子的大小 考綱要求 考情分析 命題趨勢(shì) 用油膜法估測(cè)分子的大小 近五年未出現(xiàn)高考題 高考對(duì)本實(shí)驗(yàn)的考查主要側(cè)重于以下三個(gè)方面：1.實(shí)驗(yàn)原理的理解；2.“數(shù)格法”估算面積的應(yīng)用；3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析 知識(shí)梳理·夯實(shí)基礎(chǔ) 一、原理與操作 二、注意事項(xiàng) (1)油酸酒精溶液配制后不宜長(zhǎng)時(shí)間放置，以免濃度改變，產(chǎn)生誤差． (2)油酸酒精溶液的濃度以小于為宜． (3)痱子粉的用量不要太大，否則不易成功． (4)測(cè)1滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，滴入量筒中的油酸酒精溶液的體積應(yīng)為整毫升數(shù)，應(yīng)多滴幾毫升，數(shù)出對(duì)應(yīng)的滴數(shù)，這樣求平均值誤差較?。?

2、 (5)淺盤里水離盤口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫出薄膜的形狀，畫線時(shí)視線應(yīng)與板面垂直． (6)要待油膜形狀穩(wěn)定后，再畫輪廓． (7)本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合即可． 三、誤差分析 (1)純油酸體積的計(jì)算引起誤差； (2)油膜形狀的畫線誤差； (3)數(shù)格子法本身是一種估算的方法，自然會(huì)帶來誤差． 核心考點(diǎn)·分層突破 考點(diǎn)1　原驗(yàn)原理 [例1]在“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中， (1)(多選)該實(shí)驗(yàn)中的理想化假設(shè)是(　ABD　) A．將油膜看成單分子層油膜 B．不考慮各油酸分子間的間隙 C．不考慮各油酸分子間的相互作用力 D．將油

3、酸分子看成球形 (2)實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是(　B　) A．可使油酸和痱子粉之間形成清晰的邊界輪廓 B．對(duì)油酸溶液起到稀釋作用 C．有助于測(cè)量一滴油酸的體積 D．有助于油酸的顏色更透明便于識(shí)別 (3)某老師為本實(shí)驗(yàn)配制油酸酒精溶液，實(shí)驗(yàn)室配備的器材有：面積為0.22 m2的蒸發(fā)皿、滴管、量筒(50滴溶液滴人量筒體積約為1毫升)、純油酸和無水酒精若干．已知分子直徑數(shù)量級(jí)為10－10 m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度(油酸與油酸酒精溶液的體積比)至多為__1.1__‰(保留兩位有效數(shù)字)． 解析　(1)計(jì)算分子直徑是根據(jù)體積與面積之比，所以需將油膜看成單分子

4、層油膜，不考慮各油酸分子間的間隙，將油酸分子看成球形，故選項(xiàng)A、B、D正確． (2)實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對(duì)油酸起到稀釋作用，酒精稀釋油酸是為了進(jìn)一步減小油酸的面密度，使油酸分子盡可能的少在豎直方向上重疊，更能保證其形成單層分子油膜，也就是為了減小系統(tǒng)誤差． (3)根據(jù)題意可得＝0.22，解得x＝0.001 1，所以千分比為1.1‰． 考點(diǎn)2　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 [例2]油酸酒精溶液的濃度為每10 000 mL油酸酒精溶液中有油酸6 mL，用滴管向量筒內(nèi)滴75滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1 mL.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，

5、穩(wěn)定后形成的單分子油膜的形狀如圖所示． (1)若每一小方格的邊長(zhǎng)為10 mm，則油酸薄膜的面積為__1.15×10－2__m2； (2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為__8×10－12__m3； (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為__7×10－10__m.(保留一位有效數(shù)字) 解析　(1)從題圖中數(shù)出方格數(shù)約為115個(gè)，則油酸薄膜的面積為115×1 cm2＝1.15×10－2 m2；(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為＝8×10－12 m3；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑d＝＝ m≈7×10－10 m． 對(duì)應(yīng)演練·遷移運(yùn)用 1．(多選)某學(xué)生在做“

6、用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果偏大，可能是由于(　AC　) A．油酸未完全散開 B．油酸中含有大量酒精 C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴體積時(shí)，1 mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴 解析　由d＝可知，選項(xiàng)A、C正確；油酸中含酒精，酒精能揮發(fā)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；求每滴體積時(shí)，1 mL溶液的滴數(shù)多記了10滴，故d偏小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．某油劑的密度為0.8×103 kg/m3，取這種油劑0.8 g滴在水面上，最后形成的油膜的最大面積約為(　B　) A．10－10 m2 B．104 m2 C．1010 cm2 D．104 cm2 解析　S

7、＝＝ m2＝1×104 m2，故選項(xiàng)B正確． 3．關(guān)于將油膜形狀畫在玻璃板上的步驟，下列說法正確的是(　B　) A．滴上油酸后在油膜擴(kuò)散到最大面積時(shí)畫 B．滴上油酸后等油酸形狀穩(wěn)定后盡快畫 C．等的時(shí)間越長(zhǎng)越好 D．隨便什么時(shí)候畫都行 解析　油酸酒精溶液在滴入水中后由于表面張力的作用會(huì)擴(kuò)散，剛開始時(shí)由于油膜中有酒精，所以面積較大，酒精溶于水后會(huì)很快揮發(fā)，油膜面積又會(huì)縮小，此后有一段時(shí)間，油膜形狀處于穩(wěn)定狀態(tài)，測(cè)油膜面積應(yīng)該在這段時(shí)間內(nèi)測(cè)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；如果等的時(shí)間過長(zhǎng)，則油膜的形狀會(huì)發(fā)生變化，痱子粉所形成的包圍圈會(huì)逐漸破裂，無法再測(cè)，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 4．用油膜

8、法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油酸的(　B　) A．摩爾質(zhì)量 B．摩爾體積 C．質(zhì)量 D．體積 解析　設(shè)一個(gè)油酸分子體積為V，則V＝π()3，由NA＝可知，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需知道油酸的摩爾體積，故選項(xiàng)B正確． 5．(1)在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，已經(jīng)準(zhǔn)備的器材有：油酸酒精溶液、滴管、淺盤和水、玻璃板、彩筆，要完成本實(shí)驗(yàn)，還欠缺的器材有__量筒、痱子粉、坐標(biāo)紙__． (2)在用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，在哪些方面作了理想化的假設(shè)：__將油膜看成單分子油膜，將油酸分子看作球形，認(rèn)為油酸分子是一個(gè)緊挨一個(gè)的__；實(shí)驗(yàn)中滴在水面的是油酸酒精溶

9、液而不是純油酸，且只能滴一滴，這是因?yàn)開_純油酸粘滯力較大，直接測(cè)量體積時(shí)誤差太大__；在將油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均勻撒些痱子粉，這樣做是為了__界定油膜大小的邊界__． (3)如圖甲所示的四個(gè)圖反映“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的四個(gè)步驟，將它們按操作先后順序排列應(yīng)是__dacb__.(用符號(hào)表示) 甲 (4)在做“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，已知實(shí)驗(yàn)室中使用的油酸酒精溶液的體積濃度為A，又用滴管測(cè)得N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長(zhǎng)為a的正方形小格的紙上，如圖乙所示，測(cè)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為X． ①用以上字母表示油酸分子直徑的大小d＝?。?！　　###． ②從圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個(gè)數(shù)為X＝__55__． 5