高中物理第七章分子动理论第一节物体是由大量分子组成的课堂探究学案新人教版选修3-314页

第一节 物体是由大量分子组成的
课堂探究
探究一油膜法估测分子的大小
问题导引
1．实验中为什么不直接用纯油酸而是用被稀释过的油酸酒精溶液？
提示：如果往水面上直接滴纯油酸，那么它在水面上形成单分子油膜所需面积太大(大
约几十平方米)，实验室中很难提供这么大的盆，即使能提供，做起实验来也不方便。所以
本实验中采取用酒精对油酸进行稀释的办法来获取更小体积的纯油酸，这样做更有利于油酸
在水面上形成单分子油膜。同时酒精易挥发，不影响测量结果。
2．实验中为什么在水面上撒痱子粉(或细石膏粉)?
提示：撒痱子粉的目的是为了方便观察、描绘所形成油膜的轮廓。
名师精讲
1．油膜法估测分子大小中的“两测一算”
(1)测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积：
先配制一定浓度的油酸酒精溶液，用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一
滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如 1mL)时的滴数，从而可算出一滴溶液的体
积，再结合溶液的浓度就可以计算出一滴溶液中所含纯油酸的体积。
(2)测量单分子油膜的面积：
①在浅盘中装入 2 cm深的水，然后将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上。
②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上。
③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(不足半个的舍去，多
于半个的算一个)，再根据方格的个数求出油膜的面积 S。
(3)估算分子的直径：
如果一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 V，所形成的单分子油膜的面积为 S，则分子
的直径为 d＝ 。
2．油膜法估测分子大小中的注意事项
(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生较大的实验误差。
(2)实验前应注意，方盘应该干净，否则难以形成油膜。
(3)痱子粉的用量不要太多，否则不易成功。撒完后，方盘中的水面应保持平衡，痱子
粉应均匀浮在水面上。
(4)向水面滴一滴油酸酒精溶液。
(5)滴油酸溶液的滴口应在离水面 1 cm之内，否则油膜难以形成。
V
S

(6)要待油膜形状稳定后，再画轮廓。
(7)运用数格子法测油膜面积。多于半个的算一个，少于半个的舍去。这种方法所取方
格的单位越小，计算的面积误差越小。
(8)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。
【例题 1】在做“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为 104mL溶液
中有纯油酸 6 mL。用注射器测得 1 mL上述溶液中有液滴 50滴。把 1滴该溶液滴入盛水的浅
盘里，待水面稳定后，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，坐标中正方形小方格的边长为 20 mm。求：
(1)油酸膜的面积是多少？
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)
解析：(1)用填补法数出在油膜轮廓内的格数(面积大于半个方格的算一个，不足半格的
舍去不算)为 58个，油膜面积为 S=58×(20×10-3 m)2=2.32×10-2 m2。
(2)因 50滴油酸酒精溶液的体积为 1mL，且溶液含纯油酸的浓度为ρ=0.06%，故每滴油
酸酒精溶液含纯油酸的体积为
V0= = ×0.06%×10-6 m3=1.2×10-11 m3。
(3)把油酸薄膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为
d= = m≈5.2×10-10 m。
答案：(1)2.32×10－2 m2 (2)1.2×10－11 m3 (3)5.2×10－10 m
题后反思油膜法估测分子直径，关键是获得一滴油酸酒精溶液，并由配制浓度求出其中
所含纯油酸的体积，再就是用数格子法(对外围小格采用“填补法”即“四舍五入”法)求出
油膜面积，再由公式 d＝ 计算结果。
探究二阿伏加德罗常数
问题导引
1．为什么说阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁？
提示：这是因为阿伏加德罗常数把摩尔质量 Mmol、摩尔体积 Vmol、物体的质量 m、物体
的体积 V、物质的密度ρ等宏观量，跟单个分子的质量 m0、单个分子的体积 V0等微观量联
系起来。如图所示将这种关系呈现得淋漓尽致。
V
N ρ
1
50
0V
S
111.2 10
0.0232
−×
V
S

2．摩尔体积等于阿伏加德罗常数乘以分子体积...