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2024 年高考一轮复习100 考点100 讲
第16 章 热学
第16.2 讲 单分子油膜法估测分子大小
【知识点精讲】
一、实验目的
1.知道油膜法估测油酸分子的大小的原理.2.掌握用油膜法估测油酸分子的大小的方法．
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V 并测出油膜面积S，求出油膜的厚度d，
即d = V
S
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n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V 0。
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S；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S。
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V 。
7.计算油酸薄膜的厚度d = V
S
，即油酸分子直径的大小。
五、数据处理
在实验中由d = V
S
计算分子直径，V 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
1
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V 0= N 商油酸酒精溶液的体积
N
。
2.一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积
V =V 0×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 =na
2（n为小正方形的有效个数，a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。
【最新高考题精练】
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
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(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)
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)
【最新模拟题精练】
1. (2023 四川南充三模)将每个油酸分子视为球体，把1 滴油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒
精溶于水，油酸在水面展开，根据稳定后形成的油膜面积可以估算油酸分子的直径。所用油酸酒精溶液的
浓度为每
油酸酒精溶液中有纯油酸
，现用滴管向量筒内滴加50 滴上述溶液，量筒中的溶
液体积增加了
，油膜稳定后的形状如图所示，每一小方格的边长为
，试问：
（1）、让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油
酸分子的___________；
（2）、根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________
。（结果保留2 位有效数字）
2. （2023 浙江台州二模）①在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所选用的油酸酒精溶液的浓度为每
溶液中含有纯油酸5mL。用注射器测得1mL 上述溶液有75 滴。把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，
3
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测得水面稳定后的油膜面积为
，可算出一滴溶液中含有纯油酸的体积为______ml，油酸分子的直
径约为______m。（结果均保留一位有效数字）
②某同学最终得到的油酸分子直径数值和其他同学相比明显偏大，其原因可能是______。
A. 水面上痱子粉撒的较多，油膜未充分展开
B. 使用了长时间放置且未密封保存的油酸酒精溶液
C. 计算油酸膜面积时，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
D. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为纯油酸的体积进行计算
3. （2023 年7 月浙江湖州期末）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）以下操作不正确的是______。
A．直接将一滴油酸滴到水面上
B．向浅盘中倒入2cm 左右深的水，均匀地撒上痱子粉
C．油膜稳定后将玻璃板盖到浅盘上画出油膜轮廓
（2）前面正确操作后，某同学将油酸酒精溶液滴到均匀撒好痱子粉的水面上时油膜的面积会______。
A．变大 B．变小 C．先变大后变小
（3）不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是______。
A．
B．
C．
4. （2023 年7 月武汉部分学校联合体联考）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
（1）某同学操作步骤如下：
①用0.5mL 的油酸配置了1000mL 的油酸酒精溶液
②用注射器和量筒测得50 滴油酸酒精溶液体积为1mL
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为
，油酸分子直径大小
______m（结果保留一位有效数字）。
（2）若已知纯油酸的密度为
，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径为d 后，还可以继续测出阿伏加德
4
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罗常数
______（用题中给出的物理量符号表示）。
5．（7 分）（2023 湖北孝感高二期末）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓
度为
，用注射器和量筒测得1mL 上述溶液有50 滴，把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水
面上尽可能散开。
（1）本实验做了三点理想化假设：
①将油酸分子视为球形；
②______；
③油酸分子是紧挨在一起的。
（2）测得油膜的面积约为
，则油酸分子的直径是______m。（结果保留两位有效数字）
（3）某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是____________。
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，将1mL 溶液的滴数多记了几滴
。
6. （2023 吉林长春重点高中质检）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1） “将油酸分子看成球形”采用的方法是________；
A.理想模型法 B.等效替代法 C .控制变量法 D .微量放大法
（2）有下列实验步骤：
①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；
②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上；
③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；
④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；
⑤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，根据油酸的体积和油膜的面积计算
出油酸分子直径的大小。
(3)某老师将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀爽身粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上
描出油膜的轮廓：该油膜的面积是8.0×10
-3m
2：已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸
酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2×10
-6m
3，则油酸分子直径为________m；(结果保留两位有效数字)
(4)某同学实验中最终测得的油酸分子直径偏小，则其原因可能是________。(填选项前的字母)
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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，错将所有不完整的方格作为完整方格处理
C.水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
(1) A ;(3)7.5×10
-10;(4)B(3)V = 1.2×10
-6×0.2％
400
m
3=6×10
-12m
3d = V
S = 6×10
-12
8.0×10
-3 m=7.5×10
-10m(4) A .
7.（6 分）（2023 湖北重点高中期中联考）在“油膜法估测油酸分子大小”实验中，先用注射器将事先配
好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时的滴数，由此计算出1 滴油酸酒精
溶液的体积.之后有下列实验步骤：
①往边长约为40cm 的浅盘里倒入约2cm 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1 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 .（填写步骤前面的序号）
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成500cm3的油酸酒精溶液；测得1cm3的油酸酒精溶液有80 滴.现取1 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245cm2.由此估算出油酸分子的直径为
m.（结果保留1 位有效数字）
8.（2023 江苏重点高中联考） 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①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
②往边长约为40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
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
6
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完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是___________
（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL 溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL 上述溶液有400 滴，把
一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓1 图所示，图中
正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL，油酸膜的面
积是___________
。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m（此结果保留两位有效数
字）
（3）某学生在“用油膜法估测分子大小”的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于___________
A.油酸未完全散开
B.计算油膜面积时，将所有不足1 格的方格记作1 格
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足1 格的方格
。
9. （2023 广东揭阳名校质检）（1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验的简要步骤如下：
A.配置油酸酒精溶液：将油酸和酒精按体积比配制好，然后把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，算出一
滴油酸酒精溶液的体积
B.向浅盘中倒入一定量的水，在水面均匀地撒入滑石粉（或痱子粉）
C.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定
D.把带有小方格的塑料板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在塑料板上，数出薄膜所占格数，根
据小方格个数估算出油膜面积
E.计算出油膜的厚度
（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每
mL 溶液中有纯油酸5mL.用
注射器测得1mL 上述溶液有液滴100 滴，把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘
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上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm.则：
①油膜的面积约为____________cm2（保留两位有效数字）.
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________________cm3.
③根据上述数据，估算出油酸分子的直径
____________m（保留一位有效数字）
（3）实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”）
10. （2023 广东金山中学质检）在“用油膜法估测分子大小”实验中，所用的酒精油酸溶液的浓度为
1000mL 溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL 上述溶液为80 滴，把1 滴该溶液滴入盛水的浅盘内，
让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每一小方格的边长为1cm。
（1）该实验中的理想化假设有____________。
A．将油酸形成的膜看成单分子层油膜
B．不考虑各油酸分子间的间隙
C．考虑了各油酸分子间的间隙
D．将油酸分子看成球形
（2）实验测出的油膜面积是___________m2；油酸分子的直径是__________m。（结果保留两位有效数
字）
（3）关于该实验的误差分析，下列正确的是______________。
A．在配置溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致溶液的实际浓度比计算值小一些，这将导致油酸分子
直径的测量值偏大
B．上午配制的溶液，放置到下午某班级物理课堂上做实验，将会导致油酸分子直径的测量值偏小
C．若痱子粉在浅水盘中撒的太多，将会导致油酸分子直径的测量值偏小
D．若在实验准备过程中浅水盘清洗得不干净，留有少量油酸残余，在接下来的实验中将会导致油酸分子
直径的测量值偏大
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11. （2023 湖南邵阳重点高中期中）在“用油膜法估测分子大小”的实验中：
（1）已知实验室中使用的油酸酒精溶液的浓度为，滴溶液的总体积为。在浅盘中的水面上均匀
地撒上痱子粉，将一滴上述油酸酒精溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为的正方形小格
的玻璃板上描出油膜的轮廓，测得油膜占有的正方形小格个数为。
①用以上字母表示一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为______________。
②油酸分子直径约为______________。
（2）在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是_________。
A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效替代法
（3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于______________。
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入总体积为的滴油酸酒精溶液时，滴数多数了10 滴
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