专题117用油膜法估测分子的大小实验（解析版）-2023高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第十九章热学

专题 117 用油膜法估测油酸分子的大小

第一部分知识点精讲

一、实验目的

用油膜法估测油酸分子的大小。

二、实验原理

把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示。不考虑分子

间的间隙，把油酸分子看成球形，计算出 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积

并测出

油膜面积

，求出油膜的厚度

，即

d=V

就是油酸分子的直径。

三、实验器材

油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、爽身粉或细石膏

粉。

四、实验步骤

1.用注射器往小量筒中滴入

1mL

油酸酒精溶液，记下滴入的滴数

，算出一滴油酸酒精溶液

的体积

。

2.在浅盘中倒入约

2cm

深的水，将爽身粉均匀撒在水面上。

3.将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。

4.待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔（或钢笔）画出油酸薄膜的形状。

5.将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积

；或者玻璃板上有边长为

1cm

的方格，则

也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积

。

6.根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积

。

7.计算油酸薄膜的厚度

d=V

，即油酸分子直径的大小。

五、数据处理

在实验中由

d=V

计算分子直径，

是经过换算后一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，

各物理量的计算方法如下：

1.一滴油酸酒精溶液的平均体积

V0=N商油酸酒精溶液的体积

。

2.一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积

V=V0×油酸酒精溶液的体积比

。（

体积比=纯油酸体积

溶液的体积

体积）。

3.油膜的面积

S=n a2

（

为小正方形的有效个数，

为小正方形的边长）。

六、误差分析

1.油酸酒精溶液配制后长时间放置，酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来

较大的误差。

2.利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。

3.油滴的体积过大，同时水面面积过小，不能形成单分子油膜。

4.描绘油膜形状的画线误差。

5.利用小正方形个数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易带来误差。

6.不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径的误差。

七、注意事项

1.实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管不能

混用，否则会增大误差，影响实验结果。

2.待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受

油酸酒精溶液液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩。

3.本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可。

4.爽身粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度要适宜。

5.向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜轮廓难以形成。

第二部分最新高考题精选

1.(2011·全国) 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

①往边长约为 40 cm 的浅盘里倒入约 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。

②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。

③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。

④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。

⑤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。

完成下列填空：

(1)上述步骤中，正确的顺序是__________。(填写步骤前面的数字)

(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成 300 cm3的油酸酒精溶液；测得 l 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，测得所形成的油膜的面积是 0.13 m2。由

此估算出油酸分子的直径为_________m。(结果保留 l位有效数字)

【参考答案】（1）①④②⑤③（2）5×10-10

【名师解析】将1 cm3的油酸溶于酒精，制成 300 cm3的油酸酒精溶液，其浓度为 1/300，

测得 l cm3的油酸酒精溶液有 50 滴，每滴中含纯油酸体积为 V=1/300×1/50 cm3= 1/15×10-

3cm3=1/15×10-11m3。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是

S=0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为 d=V/S=5×10-10m。

【关键点拨】：估测不规则图形面积的方法是：将一玻璃板放在不规则面积的上方，在玻

璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的小

方格数。数小方格数的方法是：不足半格的舍弃，大于半格的算一格。小方格数乘以每个

小方格的面积就等于不规则图形的面积。小方格的边长越小，求出的面积约准确。

2．（2011·江苏）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得

知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3.。若100 滴油酸的体积为

1ml，则 1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积

V与直径 D的关系为，结果保留一位有效数字)

【参考答案】1×10m2

【名师解析】一个油酸分子的体积 V0= 由球的体积与直径关系得分子直径 D=

=1×10-9m，一滴油酸体积 V=1×10-8m3，

最大面积 S= =1×101m.

3.（2011·上海）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，

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