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1、,1.实验目的:用油膜法估测分子的大小. 2.实验原理 把一定体积的油酸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模型，计算出 1滴油酸中含有纯油酸的体积V并测出油膜面积S，通过计算求 出油膜的厚度d，即 就是油酸分子的直径.,3.实验器材 油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅水盘、玻璃板、坐标 纸、彩笔、痱子粉或细石膏粉. 4.实验步骤 (1)在浅盘中倒入约2 cm深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒 在水面上. (2)取1毫升(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成200毫升的油酸酒 精溶液. (3)用注射器往量筒中滴入1 mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已 知)
2、，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积 . (4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上.,(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画 出油酸薄膜的形状. (6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S或者玻璃板 上有边长为1 cm的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄 膜的面积S.计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一 个. (7)根据已配制好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯 油酸的体积V. (8)计算油酸薄膜的厚度 ,即为油酸分子的大小.,5.注意事项 (1)油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免造成溶液浓度改变，产生误差.油酸酒精溶液的浓度以小于0.
3、001为宜. (2)实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出水面的高度应在1 cm之内. (3)待测油酸液面扩散后又收缩,要在稳定后再画轮廓.扩散后又收缩有两个原因:第一,水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩.,(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁. (5)从盘的中央加痱子粉或细石膏粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥.这样做比将粉撒在水面上的效果好. (6)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量
4、级符合要求即可.,6.数据处理 计算方法： (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,(3)油膜的面积S=n1 cm2(n为有效格数，小方格的边长为 1 cm) (4)分子直径 (代入数据时注意单位的统一),简化处理是在一定场合、一定条件下，突出客观事物的某种主要因素、忽略次要因素而建立的.将分子简化成球形，并且紧密排列，有利于主要问题的解决.,【典例1】(2011大纲版全国卷)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： 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. 用注射器将事先配好
5、的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定. 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.,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. 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，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出
6、油酸分子的直径为_m.(结果保留1位有效数字),【解题指导】,【标准解答】(1)实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液， 确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，所以步骤放在首位. 实验操作时要在浅盘放水、痱子粉，为油膜形成创造条件， 然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度(即油酸分子 直径),所以接下来的步骤是. (2)油酸溶液的体积百分比浓度是 一滴溶液的体积是 cm3=210-8 m3，所以分子直径 答案：(1) (2)510-10,【规律方法】 油膜法估测分子大小的解题技巧 (1)首先要准确计算出纯油酸的体积V. (2)其次计算出油膜的面积S. (3)最后利用公式 求出的数值就是分子直径的
7、大小.,【变式训练】(2011江苏高考)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 M0.283 kgmol-1，密度=0.895103 kgm-3.若100滴油 酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约 是多少？(取NA6.021023 mol-1，球的体积V与直径D的关系 为 结果保留一位有效数字),【解析】一个油酸分子的体积 分子直径为 最大面积 代入数据得：S=10 m2. 答案： 10 m2,【变式备选】油膜法粗略测定分子直径的实验基础是 ( ) A.把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度 B.让油酸在水面上充分散开，形成单
8、分子油膜 C.油滴扩散为油膜时体积不变 D.油酸分子直径的数量级是10-10 m 【解析】选A、B、C.油酸分子可视为球形，油膜的厚度可看成分子直径，油酸分子可看成一个挨一个排列，油滴扩散为油膜时体积不变，即V=Sd.D项本身是正确的，但此项不是本实验的基础，故不选D项.,1.桥梁和纽带作用 阿伏加德罗常数是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁.它把 摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的质量m、物质的体积V、 物质的密度等宏观量，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.下图将这种关系呈现得淋漓尽致. 其中密度 但要切记 是没有物理意义的.,2.重要的关系式 (1)分子的质
9、量： (2)分子的体积： (适用于固体和液体). (3)单位质量中所含有的分子数： (4)单位体积中所含有的分子数： (5)气体分子间的平均距离： (V0为气体分子所占 据空间的体积). (6)固体、液体分子直径,(1)固体、液体分子可视为球形,分子间紧密排列可忽略间隙. (2)可以近似认为气体分子是均匀分布的，每个气体分子占据一个正方体，其边长即为气体分子间的距离.,【典例2】(2010江苏高考)已知潜水员在岸上和海底吸入空 气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3，空气的摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1.若潜水 员呼吸一次吸
10、入2 L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼 吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字). 【解题指导】解答本题时可按以下思路进行：,【标准解答】设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分 别为海和岸，一次吸入空气的体积为V，在海底吸入的分 子数 在岸上吸入的分子数 则有 代入数据得N=31022.,【规律方法】 (1)求气体分子数的方法 计算气体分子数一定要先计算物质的量. 气体的分子数等于物质的量乘以阿伏加德罗常数. (2)求物质的量的方法 利用物质的量等于质量除以摩尔质量. 利用物质的量等于标准状况下体积除以标准状况下的摩尔体积.,【变式训练】试估算在标准状态下空气分子的平均距离
11、.(取标准状态下气体的摩尔体积22.410-3 m3/mol) 【解析】此题关键是建立气体分 子的立方体模型，将分子看做是 一个质点，并处在规则且均匀分 布的正方体中心，小正方体的体 积是分子平均占据空间的大小， 如图所示，设L为小正方体的边长，d为分子间距，若取1 mol标准状态下的氢气，则：,答案：3.310-9 m,【典例】(2011西城高二检测)假如全世界60亿人同时数1 g水 的分子个数，每人每小时可以数5 000个，不间断地数，则完成 任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取61023 mol-1)( ) A.10年 B.1千年 C.10万年 D.1千万年,【解题指导】解答本题应该
12、把握以下三点： (1)利用阿伏加德罗常数计算出1 g水的分子个数. (2)求出数完分子数所用的时间，用小时表示. (3)把时间单位由小时转化为年.,【标准解答】选C.1 g水所包含的分子个数： 60亿人每小时可以数的分子数： 不间断数完所用的时间 故所需时间最接近10万年.,一、选择题 1.已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol,摩尔质量为18 g/mol,阿伏加德罗常数为6.021023 mol-1,由以上数据可以估算出这种气体( ) A.每个分子的质量 B.每个分子的体积 C.每个分子占据的空间 D.分子之间的平均距离,【解析】选A、C、D.实际上气体分子之间的距离远比分子本 身的线度
13、大得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据 计算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所 占据的空间，故C正确；可认为每个分子平均占据了一个小立 方体空间， 即为相邻分子之间的平均距离，D正确；每个分 子的质量显然可由 估算，A正确.,2.关于分子，下列说法中正确的是( ) A.分子是球形的，就像我们平时用的乒乓球有弹性，只不过分子非常非常小 B.所有分子的直径都相同 C.不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致 D.测定分子大小的方法只有油膜法一种方法,【解析】选C.分子的形状非常复杂，为了研究和学习的方便，把分子简化为球形，实际上其不是真正的球形，故A项错误.不同分子的直径一般不同，但数
14、量级基本一致，为10-10 m，故B错，C对.油膜法只是测定分子大小的一种方法，还有其他方法，如扫描隧道显微镜观察法等，故D项错误.,3.下列说法中正确的是( ) A.物体是由大量分子组成的 B.无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10-10 m C.本节中所说的“分子”，只包含化学中的分子，不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的，其数量级为10-10 kg 【解析】选A.物体是由大量分子组成的，故A项正确.一些有机物质的大分子大小的数量级超过10-10 m，故B项错误.本节中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，故C项错误.分子质量的数量级一般为10-26 k
15、g，故D项错误.,4.(2011深圳高二检测)在用油膜法估测分子直径大小的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M，密度为，油滴质量为m，油滴在水面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA，以上各量均采用国际单位，那么( ) A.油滴分子直径 B.油滴分子直径 C.油滴所含分子数 D.油滴所含分子数,【解析】选B、D.用油膜法测分子直径，认为油膜的厚度就为 分子直径，油滴的质量为m，最大面积为S，则油滴的体积为 油滴分子直径为 选项B对，A错；油滴的物 质的量为 油滴所含分子数为 选项D对，C错.,5.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( ) A.水的密度和水的摩尔质量 B.水的摩尔质量和水分
16、子的体积 C.水分子的体积和水分子的质量 D.水分子的质量和水的摩尔质量 【解析】选D.阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥 梁，有两个主要公式求阿伏加德罗常数，分别为： 和 对应可得D项正确，A、B、C均不能求出NA.,6.最近发现的纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景.在材料科学中纳米技术的应用日新月异，在1 nm的长度上可以排列的分子(其直径约为10-10 m)个数最接近于( ) A.1个 B.10个 C.100个 D.1 000个 【解析】选B.纳米是长度的单位，1 nm=10-9 m，即1 nm=10 10-10 m，所以排列的分子个数接近于10个，B项正确.,7.(2011济南高二检测)某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于( ) A.油酸未完全散开 B.油酸中含有大量的酒精 C.计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算 D.求每滴溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了10滴,
