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高考实验解读与针对性训练
实验23 用油膜法估测分子大小
【实验解读】
实验原理与器材
实验操作
1.实验原理:利用油酸酒精溶液在平静
的水面上形成单分子油膜，用d＝V
S
计算出油膜的厚度，其中V 为一滴油
酸酒精溶液中所含油酸的体积，S 为
油膜面积，这个厚度就近似等于油酸
分子的直径，如图。
2.实验器材
盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量
瓶、坐标纸、玻璃板、爽身粉、油酸
酒精溶液、量筒、彩笔。
1.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。
2.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。根据V0＝V n
n 算
出每滴油酸酒精溶液的体积V0。
3.向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将爽
身粉均匀地撒在水面上。
4.用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液
滴在水面上。
5.待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板
放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩
笔画在玻璃板上。
6.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)。
7.根据溶液的比例，算出一滴油酸酒精
溶液中纯油酸的体积V，并代入公式d＝
V
S 算出薄膜的厚度d，即为分子直径。
误差
分析
1.纯油酸体积的计算引起误差。
2.画油膜形状时不准确带来误差。
3.数格子法本身是一种估算的方法，从而会带来误差。
【高考典例】
【典例1】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)
【典例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)
【典例3】.（2011·上海）在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，
(1)某同学操作步骤如下：
①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；
②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；
③在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误：
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10-3mL，其形成的油膜面积为
40cm2，则估测出油酸分子的直径为 m。
【针对性训练】
1.(2025·湖北武汉模拟)(1)如图反映“用油膜法估测油酸分子的大小”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)。
(2)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”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，如图所示，
坐标纸中正方形方格的边长为1 cm，试求:
①油膜的面积约为 cm2;
②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 (结果保留2 位有效数字);
③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是 m(结果保留2 位有效数字)。
(3)若阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，油酸的摩尔质量为M(kg/mol)，油酸的密度
为ρ(kg/m3)。则下列说法正确的是 。
A.1 kg 油酸所含有分子数为ρNA
B.1 m3油酸所含分子数为ρ N A
M
C.1 个油酸分子的质量为N A
M
D.油酸分子的直径约为
3√6 M
ρ N A
2 .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）；
（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
（3）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，
但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d 偏小的是 。
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓
度比计算值大一些
B.乙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
C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一
些
3. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，某同学操作如下：
①取1.0 mL 油酸配成250 mL 油酸酒精溶液；
②用滴管吸取1.0 mL 油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共20 滴；
③在边长约10 cm 的正方形浅盘内注入适量的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，用滴管滴
入一滴溶液；
④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油膜的轮廓（如图所示），
每个方格的边长为1.0 cm。
（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含 mL 油酸；
（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为 m；
（3）已知油酸分子的直径数量级为10－10 m，该同学实验结果产生偏差的原因可能是
。
（4）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的
（填选项前字母）。
A.摩尔质量
B.摩尔体积
C.质量
D.体积
4.（2025·北京海淀区模拟）用油膜法估测油酸分子的大小实验体现了通过对宏观量的测量
来实现对微观量的间接测量的方法。
（1）甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之
后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ；其余正确操作的合理顺序是 。
A.将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
B.将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
C.向浅盘中倒入约2 cm 深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上
D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S。再根据d＝V
S 估算出油
酸分子的直径
E.将玻璃板盖到浅盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
（2）乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6 mL 的油酸溶于酒精中制成
104 mL 的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75 滴，量筒内的溶
液增加1 mL。用注射器把1 滴这样的溶液滴入表面撒有爽身粉的浅盘中，把玻璃板盖在浅
盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1 cm，则油
酸膜的面积约为 m2（保留两位有效数字）。由以上数据，可估算出油酸分子的直
径约为 m（保留两位有效数字）。
（3）丙同学将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，导致最终测出的油酸分子
直径 （选填“偏大”或“偏小”）。
（4）在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油
酸酒精溶液
中含纯油酸的质量为m，一滴油酸酒精溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积
为S，阿伏加德罗常数为NA。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数
量有如下判断：
①油酸分子直径d＝M
ρS
②油酸分子直径d＝m
ρS
③一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝M
m NA
④一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子数n＝m
M NA
以上判断正确的是 。
A.①和③
B.①和④
C.②和④
D.②和③
5. 在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000
mL 溶液中有纯油酸0.5 mL，用注射器测得1 mL 上述溶液有80 滴，把1 滴该溶液滴入撒
有爽身粉的盛水浅盘中，待水面稳定后，得到油膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方
形格的边长为1 cm。
（1）油酸分子的直径是 m。（结果保留两位有效数字）
（2）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V 的一滴油
在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加
德罗常数的表达式为NA＝ 。
6. (2024 年7 月江苏苏州期末) “油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）下列操作步骤正确的顺序是（ ）
A. a、d、e、c
B. c、d、a、e
C. b、d、a、e
D. c、d、
b、e
（2）正确实验操作后，形成
油膜面积为S，已知油酸酒精溶液浓度为η，N 滴油酸酒精
溶液的总体积为V，由此估算出油酸分子的直径D=______。
7．(2024 年5 月成都重点高中联考)实验所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中含有
纯油酸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
里，待水面稳定后，将玻
璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓形状，
再
把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐
标中正方形方格的边长为1cm：
（1）油酸膜的面积是 cm2；
（2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为 m（保留2 位有效数字）；
（3）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V 的
一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为
M，则阿伏加德罗常数的表达式为 ；
8. （2024 年5 月四川重点高中质检）（9 分）“用油膜法估测分子的大小”的实验的
方法及步骤如下：
①向体积V 油＝1 mL 的油酸中加酒精，直至总体积达到V 总＝500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当
滴入n＝100 滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；
③先往边长为30～40 cm 的浅盘里倒入2 cm 深的水，然后将________均匀地撒在
水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备
好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格
的个数N，小方格的边长l＝20 mm。根据以上信息，回答下列问题：
(1)步骤③中应填写：_______________________；
(2)1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是__________mL；
(3)油酸分子直径是_____________m。（保留2 位有效数字）
9．（2024 年4 月北京东城区模拟）（8 分）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
（1）下列实验步骤的正确顺序是_________（填写实验步骤前的序号）。
a．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
b．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
c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和
油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
d．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，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油
酸的体积
e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
（2）实验中，所用油酸酒精溶液每
体积溶液中有纯油酸体积
，用注射器和量筒测得
体积为
的上述溶液有n 滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定
后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸
薄膜的面积
_________；可求得油酸分子的直径为_________（用
、
、
、n、S
表示）。
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为_________。
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．用注射器和量筒测
体积溶液滴数时多记录了几滴
