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(共36张PPT)
第一章
课时2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小
分子动理论
核心 目标 1．知道用球形建立油膜的模型，理解测量油酸分子直径的公式．能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积．
2．能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子直径的数量级，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法．
必备知识 记忆理解
要点
1
实验思路
1．把1滴油酸滴在水面上，水面上形成________
油酸分子油膜．在估测油酸分子大小时，可以把它简化
为球形处理，并认为它们紧密排布(如图所示)．
2．将油酸在酒精中________后再滴入水中，酒精溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜．油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比．
3．测出油膜的________d，就相当于分子的直径．
单层
稀释
厚度
要点
2
实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、__________、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．
坐标纸
要点
3
实验步骤
1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来________．
2．配制油酸酒精溶液：取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含_____mL纯油酸的油酸酒精溶液．
3．用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n．
误差
1
4．根据V0＝______算出每滴油酸酒精溶液的体积V0．
5．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将__________或细石膏粉均匀地撒在水面上．
6．用注射器(或滴管)将________油酸酒精溶液滴在水面上．
7．待油酸薄膜的形状________后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．
痱子粉
一滴
稳定
8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在____________，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm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)．
9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d．
10．重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小．
坐标纸上
1．易错辨析
(1) 单分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等． (　　)
(2) 在做用油膜法估测分子大小的实验时，直接用纯油酸溶液更精确些． (　　)
(3) 撒爽身粉(或细石膏粉)的作用是便于观察所形成的油膜的轮廓． (　　)
(4) 若撒入水中的爽身粉太多，会使油酸未完全散开，从而使测出的分子直径偏小． (　　)
√
×
√
×
2．(2025·合肥一六八中学期中)(1) 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液；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溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜；待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格
2.4×10-2
的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格正方形的大小为2 cm×2 cm，由图可以估算出油膜的面积是____________m2(保留两位有效数字)，由此估算出油膜分子的直径是__________ m(保留一位有效数字)．
8×10-10
详解：(1) 油膜面积的估算可以先数出油膜所覆盖的整个方格数，不足半个格的舍去，多于半个格的算1个格，再计算总面积，将油膜看成单分子层，先计算2滴溶液中所含油酸的体积，即为油膜的体积，再除以油膜面积即得到分子直径．由图示油膜可知，油膜的面积S＝60×2 cm×2 cm＝240 cm2＝2.4×10-2 m2．
两滴油酸溶液含纯油酸的体积V＝2×mL＝2×10-5mL＝2×10-11m3．
油酸分子的直径d＝＝ m≈8×10-10m．
(2) 某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能是由于______．
A．油酸分子未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有半格的方格
D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数多计了10滴
详解：(2) 由公式d＝可知，d偏大，则可能油酸体积V偏大或油膜面积S偏小．油酸分子未完全散开会造成S偏小，A正确；油酸中含有大量酒精，计算中已经算的是纯油酸的体积，因此不影响测量结果，B错误；计算油膜面积时，舍去了所有半格的方格，导致测量面积S偏小，C正确；求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数多计了10滴，导致油酸体积V偏小，D错误．故选AC．
AC
把握考向 各个击破
实验原理及操作
考向
1
1．实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层__________油膜的方法估测分子的大小．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表示分子的直径，如图乙所示，则d＝．
单分子
2．注意事项
(1) 油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%，爽身粉的用量不要太______，否则不易成功．
(2) 浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，注射器针头高出水面的高度应在_____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，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．
多
1
(3) 待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓，画线时视线应与板面垂直．扩散后又收缩有两个原因：
①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复．
②酒精挥发后液面收缩．
(4) 当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的________．
(5) 本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可．
清洁
　　　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)．
1
B、F、E
解析：(1) “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅盘→形成油膜→描绘油膜轮廓→计算油膜面积→计算分子直径，故顺序为D、B、F、E、C．
(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_____．
A．盆中装的水量太多
B．爽身粉撒得太多，且厚度不均匀
C．盆太小，导致油酸无法形成单分子层
B
解析：(2) 当爽身粉太厚时，会导致油酸无法散开，形成锯齿状油膜，故B正确，A、C错误．
(3) 某同学在实验中用最终得到的计算结果和大多数同学的计算结果进行比较，数据偏大．对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是_______．
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
ACD
解析：(3) 由d＝可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，A、C、D正确，B错误．
数据处理、误差分析
考向
2
1．数据分析
(1) 一滴油酸溶液的平均体积
＝．
(2) 一滴油酸溶液中含纯油酸的体积
V＝×油酸溶液的__________．
体积比＝．
体积比
(3) 油膜的面积S＝n×1 cm2．(n为有效格数，小方格的边长为1 cm)
(4) 分子直径d＝．(代入数据时注意统一单位)
2．误差分析
用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面：
(1) 形成单分子油膜
只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即d＝．要求使用的酒精的浓度、爽身粉的用量适宜．
(2) 油滴的体积V
用__________测油滴的体积．先测出1 mL的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积．
测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小．
(3) 油膜的面积S
用坐标纸测出形状不规则油膜的面积．数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确．
累积法
　　　在用“油膜法估测分子大小”的实验中，选用下列器材：浅盘(直径为30～40 cm)、痱子粉、注射器(或滴管)、按一定比例稀释好的油酸酒精溶液、坐标纸、玻璃板、水彩笔．
(1) 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
A．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．
B．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．
C．往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
D．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．
上述步骤中，正确的操作顺序是________．(填写步骤前面的字母)
2
CADB
解析：(1) 油膜法估测油酸分子的大小实验步骤为：配制酒精油酸溶液，准备浅水盘，形成油膜，描绘油膜边缘，测量油膜面积，计算分子直径，故正确的操作顺序是CADB．
(2) 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104 mL溶液中有纯油酸5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为50滴，按正确的操作步骤，将1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，得到油酸膜的形状如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则：
解析：(2) ① 面积超过正方形一半的正方形个数约为70个，油酸膜的面积为S＝70 cm2．
② 每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V＝mL＝1×10-5mL．
油酸分子的直径d＝＝cm＝1.4×10-9m．
70
① 油酸膜的面积S＝______cm2．
② 按以上实验数据估测出油酸分子的直径d＝___________m．(结果保留两位有效数字)．
1.4×10-9
(3) 某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏小，可能是由于 (　　)
A．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，不完整的方格全部作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开
B
解析：(3) 油酸分子的直径d＝．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会导致计算时所用体积数值偏大，进而使得计算结果偏大，A错误；计算油酸膜面积时，不完整的方格全部作为完整方格处理，油酸膜的面积偏大，油酸分子的直径偏小，故B正确；计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，油酸膜的面积偏小，油酸分子的直径偏大，C错误；水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，油酸膜的面积偏小，油酸分子的直径偏大，D错误．故选B．
实验拓展创新
考向
3
除了用油膜法测分子大小外，还可以用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片测分子大小．
　　　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”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50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下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示.
3
264
坐标格中每个小正方形方格的大小为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. (结果保留一位有效数字)
8×10-10
解析：(1) 计算油膜所围正方形的个数时，大于半格的算一格，小于半格的舍去，则油膜的面积为S＝66×2 cm×2 cm＝264 cm2，由题意可知油酸酒精溶液的浓度为n＝＝，1滴油酸酒精溶液的体积为V0＝ mL＝ cm3，所以1滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积为V＝nV0＝2×10-5 cm3，油酸分子的直径为d＝≈8× 10-10 m．
(2) 如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8 m的圆周组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为_______________m．(结果保留两位有效数字)
解析：(2) 铁原子在铜的表面排列的圆周周长为L＝πD≈4.49×10-8 m，铁原子的直径约为d′＝≈9.4×10-10 m．
9.4×10-10
随堂内化 即时巩固
1．(2024·合肥一中期末)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某同学列出了如下的实验步骤：
A．配制一定浓度的油酸酒精溶液后，用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数，算出1滴油酸溶液的体积．根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出1滴溶液中纯油酸的体积．
B．在浅盘中倒入约2 cm深的水，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液．
C．待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，画出油膜的形状．
D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积．
E．利用1滴油酸的体积和油膜面积，计算出油膜的厚度，即为油酸分子的大小.
(1) 上述实验步骤中不完善的是：_____(填写步骤前的字母)．
解析：(1) 上述实验步骤中不完善的是B，应为在浅盘中倒入约2 cm深的水，将适量的爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液．
B
(2) 把体积为V1(mL)的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2(mL)的油酸溶液，测出1 mL油酸溶液共有n滴；取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成面积为S(cm2)的单分
子油膜，则该油酸分子直径的表达式为________(cm)．
解析：(2) 一滴溶液中含纯油的体积V0＝＝mL＝ cm3，油分子直径d＝＝ cm．
(3) 若甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，则实验测得的油酸分子直径会________(填“偏大”或“偏小”)；若乙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则实验测得的油酸分子直径会________(填“偏大”或“偏小”)．
解析：(3) 甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，则实验测出分子直径实际值较小，测量值偏大．
若在计算油酸薄膜面积时，把凡是半格左右的油膜都计算成一格，则面积偏大，根据d＝可知直径偏小．
偏大
偏小课时2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小
考向1　实验原理及操作
1. (2025·芜湖一中月考)(1) 如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示).
a b c d
图1
(2) 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 mL油酸.用注射器测得1 mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状.如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm，试求：
图2
① 油酸膜的面积是________ cm2.(结果保留两位有效数字)
② 按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m.(结果保留一位有效数字)
2. (2024·马鞍山二中月考)在“油膜法估测分子大小”的实验中，有如下步骤：
A. 往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.
B. 用注射器将事先配好的油酸酒精溶液在适当高度滴1滴在水面上，待油膜形状稳定.
C. 将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小.
D. 将1 mL的油酸溶于酒精中制成5 000 mL的油酸酒精油液，用注射器将溶液一滴一滴地滴入量筒中，每滴入80滴，量筒内的溶液增加1 mL.
E. 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，其轮廓形状如图所示，玻璃板每格边长为0.5 cm.
(1) 上述步骤中，正确的顺序是_______________(填写步骤前面的字母).
(2) 轮廓内的正方形不足半个的舍去，多于半个的算一个，数得正方形个数约为144个，则油酸分子的直径约为________m(保留一位有效数字).
(3) 实验后，某小组发现所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的原因可能是________.
A. 水面上痱子粉撒得太厚，油膜没有充分展开
B. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
C. 求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数计多了
D. 在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
考向2　数据处理、误差分析
3. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
A. 将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板.
B. 用公式d＝求出薄膜厚度，即油酸分子的大小.
C. 用注射器测得体积为V的上述溶液有液滴N滴，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，根据油酸酒精溶液的浓度，算出1滴油酸酒精溶液含有油酸的体积V0.
D. 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数x(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长为a，求出油膜的面积S.
E. 用浅盘装入约2 cm深的水.
(1) 将上述实验步骤进行排序，正确的顺序应该是______________(写步骤前的序号)；上述步骤中有一处遗漏和不完整，请指出并补充完整____________________________________.
(2) 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表达式V0＝__________；油膜面积表达式S＝________；用以上字母表示油酸分子的直径d＝________.
(3) 学生做完实验后，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. 计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL 溶液的滴数多记了10滴
4. (2024·亳州高二期中)在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
① 取油酸1.0 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 mL的刻度为止.摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液.
② 用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴.
③ 在边长约40 cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜.
④ 待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状.
⑤ 将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上.
(1) 利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为________m3，求得的油酸分子直径为________m(均保留一位有效数字).
(2) 若阿伏加德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ.则下列说法中正确的是________.
A. 1 kg油酸所含有分子数为ρNA B. 1 m3油酸所含分子数为
C. 1个油酸分子的质量为 D. 油酸分子的直径约为
(3) 某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学比较，数据都偏大.对于出现这种结果的原因，可能是由于________.
A. 在求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数少记了2滴
B. 计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
课时2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小
1. (1) bcad　(2) ①1.3×102　②6×10－10
解析：(1) 用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径.因此操作先后顺序排列应是bcad.
(2) ①图中油膜中大约有133个小方格，则油酸膜的面积为S＝133×12 cm2＝133 cm2≈1.3×102 cm2.
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V0＝× m3＝8.0×10－12 m3.
油酸分子的直径为d＝＝ m≈6×10－10 m.
2. (1) DABEC　(2) 7×10－10m　(3) C
解析：(1) “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径.故正确顺序为DABEC.
(2) 一滴溶液中含纯油的体积V＝×＝2.5×10－6 mL，由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约144个.油膜的面积为S＝144×0.5×0.5 cm2＝36 cm2，油酸分子的直径约为d＝≈7×10－10m.
(3) 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果偏大，A不符合题意；将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，B不符合题意；求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，会导致计算结果偏小，C符合题意；在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，但体积V还是按原来的粗的算的，由d＝导致所测的分子直径d偏大，D不符合题意.故选C.
3. (1) CEADB　步骤E应补上“在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉”　(2) 　xa2　　(3) AC
解析：(1) 正确的顺序应该是CEADB.
步骤E不完整，补充完整后为用浅盘装入约2 cm深的水，在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉，以便描出油酸展开后的轮廓.
(2) 纯油酸的总体积为cV，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积的表达式为V0＝
油膜面积表达式为S＝xa2
油酸分子的直径可表示为d＝＝.
(3) 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，使得油酸体积偏大，所测的分子直径d偏大，A正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，而计算所用浓度值偏小，所测的分子直径d偏小，B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，使得油膜面积偏小，所测的分子直径d偏大，C正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL溶液的滴数多记了10滴，使得每滴油酸体积的测量值偏小，从而测得的分子直径d偏小，D错误.
4. (1) 2×10－11　2×10－9　(2) B　(3) AC
解析：(1) 根据题意可得，一滴油酸的酒精溶液含油酸为
V＝××10－6m3＝2×10－11m3.
根据题意可知，方格纸每个小格的面积为S0＝1×10－4m2.
根据不足半格舍掉，多于半格算一格的原则，可得面积为
S＝112S0＝1.12×10－2m2.
油酸分子直径为d＝≈2×10－9m.
(2) 根据题意，质量为m＝1 kg的油酸，所含有分子数为N＝NA＝，A错误；体积为V＝1 m3的油酸，所含分子数为N＝NA＝，B正确；1个油酸分子的质量为m0＝，C错误；根据可知，一个油酸分子的体积为V0＝＝，设分子的直径为d，则有V0＝，联立解得d＝，D错误.
(3) 根据题意，由公式d＝可知，油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大的原因可能是V偏大或S偏小，在求每滴溶液体积时，1 mL溶液的滴数少记了2滴，则V偏大，直径偏大，A正确；计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，则S偏大，直径偏小，B错误；水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则S偏小，直径偏大，C正确.故选AC.课时2　实验：用油膜法估测油酸分子的大小
核心 目标 1．知道用球形建立油膜的模型，理解测量油酸分子直径的公式．能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积．
2．能对测量的数据进行综合分析和计算，得到油酸分子直径的数量级，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法．
要点梳理
要点1　实验思路
1．把1滴油酸滴在水面上，水面上形成__单层__油酸分子油膜．在估测油酸分子大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布(如图所示)．
2．将油酸在酒精中__稀释__后再滴入水中，酒精溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜．油膜的厚度等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与它在水面上摊开的面积S之比．
3．测出油膜的__厚度__d，就相当于分子的直径．
要点2　实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、__坐标纸__、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔．
要点3　实验步骤
1．用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来__误差__．
2．配制油酸酒精溶液：取纯油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL含__1__mL纯油酸的油酸酒精溶液．
3．用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积Vn时的滴数n．
4．根据V0＝____算出每滴油酸酒精溶液的体积V0．
5．向浅盘里倒入约2 cm深的水，并将__痱子粉__或细石膏粉均匀地撒在水面上．
6．用注射器(或滴管)将__一滴__油酸酒精溶液滴在水面上．
7．待油酸薄膜的形状__稳定__后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．
8．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在__坐标纸上__，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm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)．
9．根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d．
10．重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子直径的大小．
即学即用
1．易错辨析
(1) 单分子油膜的厚度可认为与油酸分子的直径大小相等．(　√　)
(2) 在做用油膜法估测分子大小的实验时，直接用纯油酸溶液更精确些．(　×　)
(3) 撒爽身粉(或细石膏粉)的作用是便于观察所形成的油膜的轮廓．(　√　)
(4) 若撒入水中的爽身粉太多，会使油酸未完全散开，从而使测出的分子直径偏小．(　×　)
2．(2025·合肥一六八中学期中)(1) 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液；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溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液，在液面上形成油酸薄膜；待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示．坐标格正方形的大小为2 cm×2 cm，由图可以估算出油膜的面积是__2.4×10-2__m2(保留两位有效数字)，由此估算出油膜分子的直径是__8×10-10__m(保留一位有效数字)．
(2) 某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能是由于__AC__．
A．油酸分子未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有半格的方格
D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数多计了10滴
详解：(1) 油膜面积的估算可以先数出油膜所覆盖的整个方格数，不足半个格的舍去，多于半个格的算1个格，再计算总面积，将油膜看成单分子层，先计算2滴溶液中所含油酸的体积，即为油膜的体积，再除以油膜面积即得到分子直径．由图示油膜可知，油膜的面积S＝60×2 cm×2 cm＝240 cm2＝2.4×10-2 m2．
两滴油酸溶液含纯油酸的体积V＝2×mL＝2×10-5mL＝2×10-11m3．
油酸分子的直径d＝＝ m≈8×10-10m．
(2) 由公式d＝可知，d偏大，则可能油酸体积V偏大或油膜面积S偏小．油酸分子未完全散开会造成S偏小，A正确；油酸中含有大量酒精，计算中已经算的是纯油酸的体积，因此不影响测量结果，B错误；计算油膜面积时，舍去了所有半格的方格，导致测量面积S偏小，C正确；求每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液滴数多计了10滴，导致油酸体积V偏小，D错误．故选AC．
考向1　实验原理及操作
1．实验原理
实验采用使油酸在水面上形成一层__单分子__油膜的方法估测分子的大小．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表示分子的直径，如图乙所示，则d＝．
　　
2．注意事项
(1) 油酸酒精溶液的浓度应小于0.1%，爽身粉的用量不要太__多__，否则不易成功．
(2) 浅盘里水离盘口面的距离应小些，并要水平放置，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，这是针头中酒精挥发所致，不影响实验效果．
(3) 待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再画轮廓，画线时视线应与板面垂直．扩散后又收缩有两个原因：
①水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复．
②酒精挥发后液面收缩．
(4) 当重做实验时，将水从浅盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去，再用清水冲洗，这样做可保持浅盘的__清洁__．
(5) 本实验只要求估测分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可．
　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、__B、F、E__、C(用字母符号表示)．
(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__B__．
A．盆中装的水量太多
B．爽身粉撒得太多，且厚度不均匀
C．盆太小，导致油酸无法形成单分子层
(3) 某同学在实验中用最终得到的计算结果和大多数同学的计算结果进行比较，数据偏大．对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是__ACD__．
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
解析：(1) “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅盘→形成油膜→描绘油膜轮廓→计算油膜面积→计算分子直径，故顺序为D、B、F、E、C．
(2) 当爽身粉太厚时，会导致油酸无法散开，形成锯齿状油膜，故B正确，A、C错误．
(3) 由d＝可知，测量结果偏大有两个原因，一是体积比正常值偏大，二是面积比正常值偏小，A、C、D正确，B错误．
考向2　数据处理、误差分析
1．数据分析
(1) 一滴油酸溶液的平均体积
＝．
(2) 一滴油酸溶液中含纯油酸的体积
V＝×油酸溶液的__体积比__．
体积比＝．
(3) 油膜的面积S＝n×1 cm2．(n为有效格数，小方格的边长为1 cm)
(4) 分子直径d＝．(代入数据时注意统一单位)
2．误差分析
用油膜法估测分子的直径，通常可以测得比较准，实验误差通常来自三个方面：
(1) 形成单分子油膜
只有形成单分子油膜，才能用油膜的厚度代表分子的直径，即d＝．要求使用的酒精的浓度、爽身粉的用量适宜．
(2) 油滴的体积V
用__累积法__测油滴的体积．先测出1 mL的油酸酒精溶液的滴数，从而计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再由油酸酒精溶液的浓度算出纯油酸的体积．
测1滴油酸酒精溶液的体积时，滴入量筒中的油酸酒精溶液的体积应为整毫升数，应多滴几滴，数出对应的毫升数，这样求平均值时误差较小．
(3) 油膜的面积S
用坐标纸测出形状不规则油膜的面积．数出不规则图形的轮廓包围的方格数，计算方格数时，不足半格的舍去，多于半格的算一个，方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确．
　在用“油膜法估测分子大小”的实验中，选用下列器材：浅盘(直径为30～40 cm)、痱子粉、注射器(或滴管)、按一定比例稀释好的油酸酒精溶液、坐标纸、玻璃板、水彩笔．
(1) 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
A．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．
B．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．
C．往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
D．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．
上述步骤中，正确的操作顺序是__CADB__．(填写步骤前面的字母)
(2) 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104 mL溶液中有纯油酸5 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为50滴，按正确的操作步骤，将1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，得到油酸膜的形状如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则：
① 油酸膜的面积S＝__70__cm2．
② 按以上实验数据估测出油酸分子的直径d＝__1.4×10-9__m．(结果保留两位有效数字)．
(3) 某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏小，可能是由于(　B　)
A．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油酸膜面积时，不完整的方格全部作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开
解析：(1) 油膜法估测油酸分子的大小实验步骤为：配制酒精油酸溶液，准备浅水盘，形成油膜，描绘油膜边缘，测量油膜面积，计算分子直径，故正确的操作顺序是CADB．
(2) ① 面积超过正方形一半的正方形个数约为70个，油酸膜的面积为S＝70 cm2．
② 每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V＝mL＝1×10-5mL．
油酸分子的直径d＝＝cm＝1.4×10-9m．
(3) 油酸分子的直径d＝．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会导致计算时所用体积数值偏大，进而使得计算结果偏大，A错误；计算油酸膜面积时，不完整的方格全部作为完整方格处理，油酸膜的面积偏大，油酸分子的直径偏小，故B正确；计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，油酸膜的面积偏小，油酸分子的直径偏大，C错误；水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，油酸膜的面积偏小，油酸分子的直径偏大，D错误．故选B．
考向3　实验拓展创新
除了用油膜法测分子大小外，还可以用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片测分子大小．
　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”的实验中，用移液管量取0.25 mL油酸，倒入标注250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL的溶液．然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入50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下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示．坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm×2 cm．由图可以估算出油膜的面积是__264__cm2，由此估算出油酸分子的直径是__8×10-10__m．(结果保留一位有效数字)
(2) 如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片．这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×10-8 m的圆周组成的．由此可以估算出铁原子的直径约为__9.4×10-10__m．(结果保留两位有效数字)
解析：(1) 计算油膜所围正方形的个数时，大于半格的算一格，小于半格的舍去，则油膜的面积为S＝66×2 cm×2 cm＝264 cm2，由题意可知油酸酒精溶液的浓度为n＝＝，1滴油酸酒精溶液的体积为V0＝ mL＝ cm3，所以1滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积为V＝nV0＝2×10-5 cm3，油酸分子的直径为d＝≈8×10-10 m．
(2) 铁原子在铜的表面排列的圆周周长为L＝πD≈4.49×10-8 m，铁原子的直径约为d′＝≈9.4×10-10 m．
1．(2024·合肥一中期末)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某同学列出了如下的实验步骤：
A．配制一定浓度的油酸酒精溶液后，用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器的刻度读取该段溶液的总体积，再把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数，算出1滴油酸溶液的体积．根据配制的油酸酒精溶液的浓度，算出1滴溶液中纯油酸的体积．
B．在浅盘中倒入约2 cm深的水，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液．
C．待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，画出油膜的形状．
D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积．
E．利用1滴油酸的体积和油膜面积，计算出油膜的厚度，即为油酸分子的大小．
(1) 上述实验步骤中不完善的是：__B__(填写步骤前的字母)．
(2) 把体积为V1(mL)的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V2(mL)的油酸溶液，测出1 mL油酸溶液共有n滴；取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成面积为S(cm2)的单分子油膜，则该油酸分子直径的表达式为____(cm)．
(3) 若甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，则实验测得的油酸分子直径会__偏大__(填“偏大”或“偏小”)；若乙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则实验测得的油酸分子直径会__偏小__(填“偏大”或“偏小”)．
解析：(1) 上述实验步骤中不完善的是B，应为在浅盘中倒入约2 cm深的水，将适量的爽身粉均匀地撒在水面上，用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液．
(2) 一滴溶液中含纯油的体积V0＝＝mL＝ cm3，油分子直径d＝＝ cm．
(3) 甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，则实验测出分子直径实际值较小，测量值偏大．
若在计算油酸薄膜面积时，把凡是半格左右的油膜都计算成一格，则面积偏大，根据d＝可知直径偏小．

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