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实验十六：用油膜法估测油酸分子的大小
一、实验目的
1．用油膜法估测分子的大小
2．加深对分子动理论基本内容的理解
3．学会间接测量微观量的方法
二、实验原理
1．实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小。
2．油酸的分子式为C17H33COOH，它的一个分子可以看成由两部分组成：一部分是C17H33——，另一部分
是——COOH,其中——COOH 对水有很强的亲和力，当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就
在水面上散开，其中的酒精溶于水并很快挥发，在水面上形成近似圆形的一层纯油酸薄膜，其中C17H33
——一部分冒出水面而——COOH 部分留在水中，油酸分子直立在水面上，形成一个单分子油膜。
3．单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面
上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径。
4．通过测出油滴的体积V 及油滴在液面上形成的单分子油膜面积S，运用油酸滴入水面前后的总体积相
等，测定分子直径
d=V
S 。
三、实验器材
浅盘、痱子粉、注射器（或滴管）、量筒、坐标纸、玻璃纸、水彩笔（或钢笔）、事先配制好的油酸酒精
溶液。
四、实验步骤
水
油酸分子
d
1
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1． 先在浅盘中倒入2～3cm 深的水，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上。
2． 用滴管将酒精油酸溶液逐滴滴入量筒至1ml，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸溶液的体积V0/滴。
3． 待油酸薄膜形状稳定后，将玻板放在浅盘上，用水彩笔或钢笔画出油膜形状。
4． 将玻璃放在坐标纸上，算出油膜面积S；或通过数玻璃板上的方格数，算出油膜面积S。
5． 根据溶液浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V。
6． 用一滴纯油酸的体积V 和薄膜面积S，即可计算出薄膜的厚度d = V/S。
五、数据处理
项目
油酸酒精
溶液浓度
1mL 溶液
的滴数
一滴油酸酒精
溶液的体积
一滴油酸
的体积
油膜面积
数值
六、注意事项
1．油酸酒精溶液配制后，不要长时间放置，以免改变浓度，产生误差。油酸酒精溶液的浓度以小于l‰为
宜。
2．注射器针头高出水面的高度应在1cm 之内,当针头靠近水面(油酸酒精溶液没滴下之前)时，会发现针头
下方的痱子粉末层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果.
3．实验时针管（或滴管）在接近水面1cm 左右滴油酸溶液，并且在液面稳定后，画下液面形状。
4．在玻璃上画轮廓线时，要待测油酸面扩散后又收缩稳定后再画,这是因为：
（1） 水面受油酸酒精溶液液滴扩散冲击后又要恢复；
（2） 酒精挥发引起的液面收缩.
5．要保证1mL 溶液的滴数，准确无误；要控制滴液滴时的速度，确保液滴体积稳定。
6．在计算面积时，如玻璃板上有直径1cm 的方格，数方格数将不满半格的舍弃，超过半格的记为一格。
7．油酸酒精溶液的液滴要适当多一些。
8．每次实验时要让浅盘中的水稳定后再做。
9．痱子粉不宜撒得过厚，重做实验时，水要从盘的一侧边缘倒出，这样残留在盘上的油酸量少，容易清
洗干净。
七、误差分析
2
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1．纯油酸体积的计算误差:
2．油膜面积的测量误差主要是：
（1）油膜形状的画线误差
（2）数格子法本身是一种估算的方法，自然带来误差
【例1】“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向
的油酸中加酒精，直至总量达到
；
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100 滴时，测得其体
积恰好是
；
③先往边长为
的浅盘里倒入
深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
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，小方格的边长为
，数出轮廓范围内小方格
的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
（1）油酸分子直径是 m。（结果保留两位有效数字）
（2）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是
A．等效替代法 B．类比法 C．理想模型法 D．控制变量法
（3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于 。
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，
的溶液的滴数多记了10 滴
【答案】
C AC/CA
3
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【详解】（1）[1]一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为
根据大于半个方格的计为一个，小于半个方格的不计的原则，可得油膜形状占据的方格数约为
所以油膜的面积为
所以油酸分子的直径为
（2）[2]实验中把分子看作小球，认为油酸分子能够一个一个紧密排列，在水面上形成单分子油膜层，都
是采用了理想模型法，C 正确，故选C。
（3）[3]计算油酸分子直径的依据是
A．油酸未完全散开，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸分子直径计算值偏大，A 正
确；
B．油酸溶液浓度低于实际值，则一滴溶液中纯油酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，B 错
误；
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测得的油膜面积所占方格数目偏少，所以导致油酸
分子直径计算值偏大，C 正确；
D．求每滴体积时，
的溶液的滴数多记了10 滴，则导致一滴溶液体积计算值偏小，则一滴溶液中纯油
酸计算体积偏小，导致油酸分子直径计算值偏小，D 错误。
故选AC。
【例2】用油膜法估测油酸分子的大小
利用“油膜法估测分子直径”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 。
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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．向浅水盘中倒入约
深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
D．将面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
估算出油酸分子的直径
E.将玻璃板盖到浅水盘上，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
的油酸溶于酒精中制成
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
。用注射器把1 滴这样的
溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，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
，则油酸膜的面积约为
（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）丙同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d 明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
（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
，一滴油酸溶液中含纯
油酸的质量为m，一滴油酸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
。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
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②油酸分子直径
③一滴油酸溶液中所含油酸分子数
④一滴油酸溶液中所含油酸分子数
以上判断正确的是( )
A．①和③ B．①和④ C．②和④ D．②和③
【答案】 A CBED
（
）
（
） AC C
【详解】（1）[1]为了使得油膜形成单分子油膜层，实验时，需要将油进行稀释，不能直接将一滴纯油酸
滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，A 错误，符合题意。
故选A。
[2]实验时，先向浅水盘中倒入约
深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再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，随后将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃
板上，最后将面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
估算出油酸分子的直径。即正确操作的合理顺序是CBED。
（2）[3]利用数格子的方法，油酸膜的面积约为
[4] 1 滴这样的溶液中的纯油酸体积为
则估算出油酸分子的直径约为
（3）[5]A．由于
若将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，体积偏大，则所测的分子直径d 明显偏大，A 正
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确；
B．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计
算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d 明显偏小，B 错误；
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据
可知所测的分子直径d 明显偏大，C 正确；
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则算出的油膜层面积偏大，所测的分子直径d
明显偏小，D 错误。
故选AC。
（4）[6]由于一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，则该纯油酸的体积为
根据
解得
则①错误，②正确。一滴纯油酸的物质的量为
一滴油酸溶液中所含油酸分子数
解得
③错误，④正确。
故选C。
1．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，
（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形； ；油酸分子是紧挨在一起
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的；
（2）配制油酸酒精溶液时，油酸酒精溶液的浓度为每
溶液中有纯油酸
，用注射器测得
上述溶液有100 滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，测得油酸膜的近似轮廓如图所
示，图中正方形小方格的边长为
，则估测出油酸分子的直径是 m；（此结果保留2 位有效数字）
（3）在一次实验中得到了如图所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值
会 。（填“偏大”、“偏小”或“无系统误差”）
【答案】 油酸分子形成单层分子膜
/
偏大
【详解】（1）[1]本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油酸分子形成单层分子膜；油酸
分子是紧挨在一起的。
（2）[2]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
按照超过半格的算一个，不足半格的舍去原则，可得油酸膜的面积为
估测出油酸分子的直径为
（3）[3]由图可知该次实验中痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，此时所测油膜面积偏小，所以油酸分子
的直径测量结果相对真实值偏大。
2．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104 mL 溶
液中有纯油酸6 mL。用注射器抽得上述溶液2 mL，现缓慢地滴出1 mL 溶液，共有溶液滴数为50 滴。把1
滴该溶液滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标中小正方形
方格的边长为20 mm。试问：
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（1）这种估测方法是将每个分子视为 模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单
分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的
（2）图中油酸膜面积是 mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 mL；根据上述数据，估
测出油酸分子的直径是 m。（最后一空保留1 位有效数字）
【答案】 球体 直径 22800
【详解】（1）[1][2]这种估测方法是将每个分子视为球体模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的
油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径;
（2）[3]油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图
中共有57 个方格，故油膜面积为
S＝57×20 mm×20 mm＝22800 mm2
[4]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是
[5]油酸分子的直径
d＝
＝
m
m
3．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶
液中有纯油酸6mL。用注射器抽取上述溶液1mL，缓慢滴出，数出滴数为50 滴。把1 滴该溶液滴入盛水
的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标系中小正方形方格的边长为
20mm。试问：
（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 mL；
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（2）估测出油酸分子的直径是 m（保留1 位有效数字）；
（3）在用油膜法估测分子直径的实验中，会使测算结果偏大的操作是( )
A．撒的爽身粉过多
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴体积时，1mL 的溶液的滴数误多记了10 滴
D．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
（4）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。甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小
一些。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粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大。丙在计算油膜面积时，把凡
是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些。请分析：这三位同学的操作错误会
导致实验测得的油酸分子直径偏大还是偏小 ？
【答案】
ABD 甲同学的操作会导致测量结果偏大，乙同学的操作会
导致测量结果偏小，丙同学的操作会导致测量结果偏小
【详解】（1）[1]一滴溶液中含纯油酸的体积是
（2）[2]由题图所示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约为60 个，所以油膜面积是
油膜分子的直径约为
（3）[3]A．撒的爽身粉过多，会造成油膜的面积小，使得直径测算结果偏大，故A 正确；
B．计算油膜面积时舍去所有不足一格的方格，会造成计算的油膜面积小，测算的直径结果偏大，故B 正
确；
C．溶液的滴数计多了，会造成计算一滴溶液中含纯油酸体积偏小，最终测算的直径结果偏小，故C 错
误；
D．将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积计算，会造成油膜分子直径的测算结果偏大，故D 正确。
故选ACD。
（4）[4]甲同学实际配置的油酸酒精溶液浓度偏小，导致一滴油酸酒精溶液内纯油酸体积的计算值偏大，
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因此，分子直径的计算结果偏大；乙同学滴在水面上的这滴油酸酒精溶液的体积比已计算好的每一滴体积
要大，形成的油膜面积偏大，因此，分子直径的计算结果偏小；丙同学把凡是半格左右的油膜都算成一
格，导致计算的面积比实际面积大，因此，分子直径的计算结果偏小。
4．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
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
【答案】 ④②①⑤③
59/58/60
B
【详解】（1）[1] “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备油酸酒精溶液④→准备带水的浅盘和痱子粉②→形成油膜①→描绘油膜轮廓⑤→计算分子直径③
故正确的顺序为：④②①⑤③。
（2）[2][3]1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
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面积超过小方格面积一半的小方格的个数为59 个，故油膜的面积
油酸分子直径
（3）[4]A.油酸未完全散开，则S 测量值偏小，则直径测量值偏大，故A 错误；
B．计算油膜面积时，将所有不足1 格的方格记作1 格，则S 测量值偏大，则直径测量值偏小，故B 正
确；
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足1 格的方格，则S 测量值偏小，则直径测量值偏大，故C 错误。
故选B。
5．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
（1）下列说法正确的是 。
A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，观察注射器上的
体积变化
B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合均
匀，再滴入一滴油酸酒精溶液
C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径
D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布
（2）①若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子
直径将 （选填“偏大”或“偏小”或“不变”）
②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将 （选填“偏大”
或“偏小”或“不变”）
（3）某次实验中将
的纯油酸配制成
的油酸酒精溶液，用注射器测得
溶液为80 滴，再滴
入1 滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是
，根据以上信息，可估
算出油酸分子的直径约为 m（此小题保留一位有效数字）
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【答案】 D 偏大 偏小
【详解】（1）[1]A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，至少要测量50 滴到100 滴油酸酒精溶液
的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，选项A 错误；
B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，使用爽身粉才能看出油膜的轮廓，在水中加入红墨水后
混合均匀不能看出油膜的轮廓，选项B 错误；
C．实验时只是把油酸分子看做是球形的理想模型，实际的油酸分子不是球形的，因此通过计算得到只是
将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径，选项C 错误；
D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，选项D 正确。
故选D。
（2）①[2]若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值
偏小，根据
则计算得到的油酸分子直径将偏大；
[3]
②
若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，在溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度
计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小；
（3）[4]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
油膜的面积为
S=140×0.5×0.5cm2=35cm2
分子直径
6．（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.25mL 油酸，倒入标注250mL 的容量瓶中，
再加入酒精后得到250mL 的溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100 滴溶液，溶液的液面达
到量筒中1mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2 滴溶液，在液面上
形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示，坐标格的每个
小正方形大小为2cm×2cm，由图甲可以估算出油膜的面积是 cm2，由此估算出油酸分子的直径是
m（保留一位有效数字）。
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（2）做“用油膜法估测分子的大小”实验时，三个同学都有一个操作错误，其中导致最后所测分子直径
偏大的是 。
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小
了
B．乙同学用注射器和量筒测得58 滴油酸酒精溶液为1mL，不小心错记录为57 滴
C．丙同学计算油膜面积时，把所有不足半格的油膜都算成了一格
【答案】 256
AB/BA
【详解】（1）[1][2]液面上纯油酸体积为
由图甲计算油膜面积，多于半格算一格，少于半格舍去。则油膜面积约为
油酸分子的直径为
（2）[3]A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计
算值小了，则一滴油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小，计算得一滴纯油酸的体积比实际值大，则算出的
直径偏大，A 正确；
B．乙同学用注射器和量筒测得58 滴油酸酒精溶液为1mL，不小心错记录为57 滴，则一滴油酸酒精溶液
体积的计算值变大，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积变大，则算出的直径偏大，B 正确；
C．丙同学计算油膜面积时，把所有不足半格的油膜都算成了一格，则计算得油膜面积变大，直径变小，C
错误。
故选AB。
7．在“油膜法测分子直径”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1.0mL 油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共20 滴；
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③在边长约10cm 的正方形线盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液：
④待抽膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸颜的轮廓（如图所示），每个方格的边
长为1.0cm。
（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）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径数量级将
（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（4）已知油酸分子的直径数量级为
，该同学实验结果产生偏差的原因可能是： ；
（5）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 （填序号）。
A．摩尔质量B．摩尔体积C．质量D．体积
【答案】
偏大 油酸膜没有完全展开，形成的不是单分子油膜层 B
【详解】（1）[1]该实验中一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为
（2）[2]油膜的面积约为
油酸分子直径约为
故油酸分子直径的数量级约为
；
（3）[3]若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，则测得的油膜面积偏小，由此估算得
到的油酸分子直径数量级将偏大；
（4）[4]已知油酸分子的直径数量级为
，该同学实验结果产生偏差的原因可能是：油酸膜没有完全
展开，形成的不是单分子油膜层；
（5）[5]根据阿伏加德罗常数计算公式
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可知测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的摩尔体积。
故选B。
8．在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算确定微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。
若将含有纯油酸体积为V 的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S 的油酸薄膜，则由此可估测油酸
分子的直径为d= 。
（2）将0.2mL 的纯油酸配制成
的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内滴加80 滴上述溶液，量筒
中的溶液体积增加了
。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中（水中撒了痱子
粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为
，则可估算出油酸分子的直径大小是 m（计算结果保留一位有效数字）。
（3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是 。
A．水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开
B．求每滴溶液中纯油酸的体积时，
溶液的滴数多记了10 滴
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大
【答案】 单层
AC/CA
【详解】（1）[1][2]本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为
V 的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S 的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为
d=
（2）[3]利用数格子的方法，油酸膜的面积约为
1 滴这样的溶液中的纯油酸体积为
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油酸分子的直径大小是
（3）[4] A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据
d=
可知所测的分子直径d 明显偏大，故A 正确；
B．求每滴溶液中纯油酸的体积时，
溶液的滴数多记了10 滴，得出的油酸体积偏小，所测的分子直径
d 偏小，故B 错误；
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，算出的油膜层面积偏小，所测的分子直径d 明显偏大，故C
正确；
D．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计
算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d 明显偏小，故D 错误。
故选AC。
9．（1）某同学在做课本上粗测油酸分子大小的实验中，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．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，lmL 的溶液的滴数误多记了10 滴
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，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200 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如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，估算油膜面积以超过半格以一格
计算，小于半格就舍去的原则，估算出40 格，则油酸膜的面积是 m2，每一滴油酸酒精溶液中含有
纯油酸的体积是 m3，。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m。（保留两位有效数
字）
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【答案】 AC/CA 4.0×10-3 5.0×10-12 1.3×10-9
【详解】（1）[1]根据
A．油酸未完全散开，油酸分子层的面积测量值偏小，故计算结果明显偏大，故A 正确；
B．油酸中含有大量的酒精没有影响直径的测量，因为油酸本来就是要加入酒精稀释的，故B 错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子层的面积测量值偏小，故计算结果明显偏大，
故C 正确；
D．求每滴体积时，lmL 的溶液的滴数误多记了10 滴，使得一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积计算值偏
小，故计算结果明显偏小，故D 错误。
故选AC。
（2）[2]油酸膜的面积是
[3]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
[4]估测出油酸分子的直径是
10．（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.10mL 油酸，倒入标注250mL 的容量瓶中，
再加入酒精后得到250mL 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100 滴溶液，溶液的液面达
到量筒中1mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1 滴溶液，在液面上
形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个
小正方形大小为1cm×1cm。由图可以估算出油膜的面积是
，由此估算出油酸分子的直径是
m（保留1 位有效数字）。
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（2）图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48 个铁原子在铜的表
面排列成直径为
的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为 m（结果保留
1 位有效数字）
【答案】
【详解】[1]由题意可知，油酸酒精溶液的浓度为
1 滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为
油膜的面积为
[2]油酸分子的直径是
[3]由题意可知，圆周的周长为
其中
设每个铁原子的直径长度为d，则有
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