高中物理 第一章 分子運(yùn)動論 第二節(jié) 測量分子的大小課件 粵教版選修33

第一章第二節(jié)測量分子的大小目標(biāo)定位1.會用油膜法估測分子的大小.2.體會通過測量宏觀量估算微觀量的方法.內(nèi)容索引知識探究題型探究達(dá)標(biāo)檢測知識探究一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1.用注射器取出已稀釋好的油酸，緩緩?fù)苿踊钊?，使其一滴一滴地滴入量筒，記下量筒?nèi)增加一定體積V1時的滴數(shù)n，算出一滴稀釋油酸的體積V .再根據(jù)其中油酸的濃度，算出一滴油酸中的純油酸體積V .答案2.在水平放置的淺盤中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉(或石膏粉)均勻地撒在水面上，再用注射器將稀釋好的油酸滴一滴在水面上.V3.待油酸薄膜穩(wěn)定后，將塑料蓋板板平放到淺盤上，然后用彩筆將油膜的形狀畫在塑料蓋板上.答案4.估算出油膜的面積S(以塑料蓋板上的正方形為單位，計算輪廓內(nèi)的正方形個數(shù)，不足半個的 ，多于半個的 ).舍去算一個5.油膜的厚度d可看作油酸分子的直徑，即d .1.實(shí)驗(yàn)中為什么用油酸而不用其他液體？延伸思考延伸思考答案答案 油酸能在水面上形成單分子層油膜，油酸分子的一端對水有很強(qiáng)的親和力，被水吸引在水中，另一端對水沒有親和力，便冒出水面，油酸分子都是直立在水面上的，單分子油膜的厚度等于油酸分子的長度.若把分子當(dāng)成小球，油膜的厚度也就等于分子的直徑(如圖所示).答案2.實(shí)驗(yàn)中為什么用酒精對油酸進(jìn)行稀釋？答案答案用酒精對油酸進(jìn)行稀釋是為了獲取更小體積的純油酸，這樣更有利于油酸在水面上形成單分子油膜.同時酒精易揮發(fā)，不影響測量結(jié)果.3.實(shí)驗(yàn)中為什么在水面上撒痱子粉？答案答案撒痱子粉后，便于觀察所形成的油膜的輪廓.答案二、注意事項(xiàng)二、注意事項(xiàng)1.油酸稀釋好后，不要長時間放置，以免改變濃度，影響實(shí)驗(yàn).2.注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1 cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠水面很近(油酸未滴下之前)時，會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果.3.待測油酸液面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓.擴(kuò)散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮.4.做完實(shí)驗(yàn)后，把水從盤的一側(cè)邊緣倒出，并用少量酒精清洗，然后用脫脂棉擦去，最后用水沖洗，以保持盤的清潔.1.稀釋油酸的實(shí)際濃度和理論值間存在偏差；2.一滴稀釋油酸的實(shí)際體積和理論值間存在偏差；3.油酸在水面上的實(shí)際分布情況和理想中的“均勻”、“單分子純油酸層”間存在偏差；4.采用“互補(bǔ)法”(即不足半個的舍去，多于半個的算一個)計算獲得的油膜面積與實(shí)際的油膜面積間存在偏差.三、誤差分析三、誤差分析題型探究例例1用油膜法估測油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度0.1 mL的量筒、盛有適量清水的45 cm50 cm淺盤、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙.(1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請?zhí)顚懰钡牟襟EC.A.用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入 1 mL油酸酒精溶液時的滴數(shù)NB.將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精 溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足夠大的面 積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n一、實(shí)驗(yàn)原理及步驟C._D.將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長為1 cm的 正方形為單位，計算輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)，算出油酸薄膜的面積S cm2答案答案見解析解析解析由步驟D可知，步驟C應(yīng)該是：將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上.答案解析(2)用已給的和測得的物理量表示單個油膜分子的直徑大小為_ cm.解析解析d m n102 m cm.答案解析例例2(多選)油膜法粗略測定分子直徑的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是A.把油酸分子視為球形，其直徑即為油膜的厚度B.讓油酸在水面上充分散開，形成單分子油膜C.油酸分子的直徑等于滴到水面上的油酸酒精溶液的體積除以油膜的面積D.油酸分子直徑的數(shù)量級是1015 m解析解析油酸在水面上形成單分子油膜，將油酸分子視為球形，其分子直徑即為膜的厚度，它等于滴在水面上的純油酸的體積除以油膜的面積，而酒精已溶于水或揮發(fā)，故A、B對，C錯.油酸分子直徑的數(shù)量級為1010 m，故D錯.答案解析二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例例3在做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器測得1 mL上述溶液中有液滴50滴.把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜答案解析圖1答案答案2.32102 m2的輪廓，然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖1所示，坐標(biāo)紙中正方形小方格的邊長為20 mm.(1)油膜的面積是多少？解析解析用互補(bǔ)法數(shù)出在油膜輪廓范圍內(nèi)的格子數(shù)(面積大于半個方格的算一個，不足半個的舍去)為58個，油膜面積約為S58(0.02)2 m22.32102 m2.(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？答案解析答案答案1.21011 m3解析解析因?yàn)?0滴油酸酒精溶液的體積為1 mL，且能求出溶液中含純油酸的濃度為 ，故每滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為V0 6104 mL1.21011 m3.(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑.答案解析答案答案5.21010 m解析解析把油膜的厚度視為油酸分子的直徑，可估算出油酸分子的直徑為D m5.21010 m.針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸的摩爾質(zhì)量M0.283 kgmol1，密度0.895103 kgm3.若100滴油酸的體積為1 mL，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多大？(取NA6.021023 mol1，球的體積V與直徑D的關(guān)系為V D3，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案答案10 m2解析解析一個油酸分子的體積V0 ，由球的體積與直徑的關(guān)系得分子直徑D ，一滴油酸的體積為 106 m3108 m3，則面積S ，解得：S10 m2.答案解析課堂要點(diǎn)小結(jié)課堂要點(diǎn)小結(jié)測量分子的大小達(dá)標(biāo)檢測1.(實(shí)驗(yàn)原理及步驟)利用油膜法估測分子的大小，需要測量的物理量是A.一滴油酸酒精溶液中純油酸的質(zhì)量和它的密度B.一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和它的密度C.一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和它散成油膜的最大面積D.所形成油膜的厚度和它的密度答案解析1234解析解析用油膜法估測分子直徑時，所用的計算公式是d ，式中V、S分別表示一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積和它散成單分子油膜的面積.2.(實(shí)驗(yàn)原理及步驟)為了減小“用油膜法估測分子的大小”的誤差，下列方法可行的是A.用注射器取1 mL配制好的油酸酒精溶液，共可滴N滴，則每滴中含有油 酸 mLB.把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些C.先在淺盤中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴幾滴在水面上D.用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成矩形答案解析1234解析解析 mL是一滴油酸酒精溶液的體積，乘以其中油酸的濃度才是油酸的體積，A項(xiàng)錯；B項(xiàng)的做法是正確的；多滴幾滴能夠使測量形成油膜的油酸體積更精確些，但多滴以后會使油膜面積增大，可能使油膜這個不規(guī)則形狀的一部分與淺盤的壁相接觸，這樣油膜就不是單分子油膜了，故C項(xiàng)錯；D項(xiàng)中的做法沒有必要，并且牙簽上沾有油酸，會使油酸體積測量誤差增大.12343.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理)在“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，在玻璃板上描出油膜的輪廓，然后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀如圖2所示，坐標(biāo)紙上正方形小方格的邊長為10 mm，該油膜的面積是_ m2，若一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是4106 mL，則油酸分子的直徑是_ m.答案解析1234圖2810351010解析解析正方形小方格的個數(shù)約為80個，油膜的面積為：S80102 mm28103 m2油酸分子的直徑為：d m51010 m.12344.(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理)將1 mL的純油酸配成500 mL的油酸酒精溶液，待均勻溶解后，用滴管取1 mL油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共200滴，則每滴油酸酒精溶液的體積為_ mL.現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內(nèi)，待油膜充分展開后，測得油膜的面積為200 cm2，則估算油酸分子的直徑是_m.1234答案解析0.00551010解析解析1 mL的純油酸配成500 mL的油酸酒精溶液，溶液的體積百分比濃度是 ，一滴溶液的體積是V 0.005 mL，一滴溶液所含油酸的體積V0 0.005 mL1011 m3，所以油酸分子的直徑d m51010 m.1234