2026高考一轮总复习 物理课件_实验十九　用油膜法估测油酸分子的大小_含解析

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一、实验原理实验采用油酸在水面上形成一层 ⁠油膜的方法估测油酸分子的大 小。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开， 其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图甲所示形状的一层 纯 薄膜。如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的 面积，即可算出油酸分子的大小。用V表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油 酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用d表示油酸分子的直径，如图乙 所示，则d＝ ⁠。
二、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（或石膏 粉）、油酸酒精溶液、烧杯（或量筒）、彩笔。
1. 在 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 ⁠溶 液，逐滴滴入烧杯（或量筒）中，记下滴入1 mL溶液的滴数N。
3. 将适量爽身粉（或石膏粉） 地撒在水面上。
4. 用注射器（或胶头滴管）靠近水面将一滴 ⁠溶液滴在水 面上。
5. 待油酸膜的面积稳定后，把玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出 ⁠ 的形状。
2. 计算油膜的面积S：以边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形 的个数，大于半个的算 ，不足半个的 ⁠。
五、注意事项1. 在水面上撒爽身粉（或石膏粉）时，注意不要触动浅盘中的水。2. 在有机玻璃板上描绘轮廓时动作要轻而迅速，眼睛视线要始终与玻璃板 垂直。3. 油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差。4. 注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内。当针头靠水面很近（油酸未 滴下之前）时，会发现针头下方的粉层已被排开，是由针头中酒精挥发所 致，不影响实验效果。5. 本实验只要求估算油酸分子的大小，实验结果数量级符合要求即可。
在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们通过宏观量的 测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （选填“单层”或 “多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶 液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分 子的直径为 ⁠。
（2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸 酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行 了下列操作：
以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。
解析： 合理的顺序是DACB。
（3）该同学做完实验后，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 ⁠。
（4）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 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 的油膜面积是0.16 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）
（2025·福建三明模拟）“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验 方法及步骤如下：
①向1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒 中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1 mL；
③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入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，小方格的边长为20 mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
（1）由图可知油膜面积为 m2；计算出油酸分子直径 为 m。（结果保留两位有效数字）
（2）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物 理思想方法是 ⁠。
解析： 实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排 列，在水面上形成单分子层油膜，是采用了理想模型法，C正确。
（3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于 ⁠。
1. 某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。（1）该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操 作先后顺序排列：D C（用字母符号表示）；
解析： “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：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的体积；往浅盘里倒入约 2 cm深的水，水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上；用注射器将事先 配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格 的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；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。故实验 操作顺序为DBFEC。
（2）某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示 的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是 ⁠。
解析： 出现该图样的可能原因是：爽身粉撒得太多，且厚度不均 匀，导致油酸没有均匀排列开。故选B。
（3）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分 子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏 小的是 ⁠。
2. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某同学操作如下： ①取1.0 mL油酸配成250 mL油酸酒精溶液； ②用滴管吸取1.0 mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共20滴；③在边长约10 cm的正方形浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水 面上，用滴管滴入一滴溶液；④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油膜的轮廓 （如图所示），每个方格的边长为1.0 cm。
（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含 mL油酸；
（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为 m；
（3）已知油酸分子的直径数量级为10－10 m，该同学实验结果产生偏差的 原因可能是 ⁠。
解析： 已知油酸分子的直径数量级为10－10 m，该同学实验结果产生 偏差的原因可能是：油膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层。
油酸膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层　
（4）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要 知道油酸的 （填选项前字母）。
（2）乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1 mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有爽身粉的浅盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积约为 m2（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 m（保留两位有效数字）。
（3）丙同学将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，导致最 终测出的油酸分子直径 （选填“偏大”或“偏小”）。
以上判断正确的是 ⁠。
（4）在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密 度为ρ，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸酒精溶液滴在 水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA。以 上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断：
4. 在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓 度为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液有80 滴，把1滴该溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，待水面稳定后，得到油 膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm。（1）油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字）