2013高考物理復習 金版教程 實驗十二 用油膜法估測分子的大小練習

限時規(guī)范特訓(時間：45分鐘分值：100分)1“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據(jù)是()A將油酸形成的膜看成單分子油膜B不考慮各油酸分子間的間隙C考慮了各油酸分子間的間隙D將油酸分子看成球形解析：“用油膜法估測分子的大小”的原理是將一滴油酸(體積為V)滴入水中，使之形成一層單分子油膜，成為一個一個單層排列的球形體顯然，球形體的直徑即為單分子油膜的厚度d.假設單分子油膜的面積為S，必然有d.所以，“用油膜法估測分子的大小”實驗的科學依據(jù)是A、B、D.答案：ABD2某學生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結(jié)果偏大，可能是由于()A油酸未完全散開B油酸溶液濃度低于實際值C計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格D求每滴體積時，1 mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴解析：由d知，選項A、C會導致油膜面積偏小，會使d偏大；選項B、D會使油酸體積偏小，分子直徑d偏小答案：AC3. 一滴油酸酒精溶液含質(zhì)量為m的純油酸，滴在液面上擴散后形成的最大面積為S.已知純油酸的摩爾質(zhì)量為M、密度為，阿伏加德羅常數(shù)為NA，下列表達式中正確的有()A油酸分子的直徑dB油酸分子的直徑dC油酸所含的分子數(shù)nNAD油酸所含的分子數(shù)nNA解析：考查分子動理論，設油酸分子的直徑為d，則有dSd，故選項B正確；設油酸所含的分子數(shù)為n，則有nNA，故選項C正確答案：BC4. 在用油膜法測量分子的大小的實驗中，下列說法正確的是()A油酸可以用汽油代替，因為汽油也不溶入水而能溶入酒精B可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盤中C可以用汽油代替酒精，因為油酸能溶入汽油D不溶入水的各種油不一定能在較短時間內(nèi)在水面上形成單分子油膜解析：因為汽油易揮發(fā)，滴在水面上的汽油將很快揮發(fā)，而且汽油也不象油酸分子一樣一端有親水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成單分子油膜，故A選項錯為了使水面上的油酸體積盡量小， 應該向水中滴上一滴溶液而不是用量筒倒入，所以B選項錯因為汽油不溶于水，將油酸汽油溶液滴入水面上時，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合適的，故C選項錯由于各種油的分子不是都和油酸分子一樣有憎水端和親水端，有的油分子間有較大的粘連作用，不容易在水面上分開，所以不一定能在水面形成單分子油膜故D選項正確.答案：D52011·全國在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：往邊長約為40 cm的淺盤里倒入約2 cm深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是_(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；測得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測得所形成的油膜的面積是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直徑為_m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析：(1)在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，應先配制油酸酒精溶液；再往盤中倒入水，并撒痱子粉；然后用注射器將配好的溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定，再將玻璃板放于盤上，用彩筆描繪在玻璃上，由d計算(2)一滴溶液中含油酸體積V×m3，故d5×1010(m)答案：(1) (2)5×101062011·上海單科，27在“用單分子油膜估測分子大小”實驗中，(1)某同學操作步驟如下；取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積改正其中的錯誤：_(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×103 mL，其形成的油膜面積為40 cm2，則估測出油酸分子的直徑為_m.解析：(1)由于一滴溶液的體積太小，直接測量時相對誤差太大，應用微小量累積法減小測量誤差液面上不撒痱子粉時，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實驗失敗(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d m1.2×109 m.答案：(1)在量筒中滴入N滴溶液在水面上先撒上痱子粉(2)1.2×10972012·黃岡中學“用油膜法估測分子的大小”的實驗的方法及步驟如下：向體積V油1mL的油酸中加酒精，直至總量達到V總500 mL；用注射器吸取中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當?shù)稳雗100滴時，測得其體積恰好是V01 mL；先往邊長為30 cm40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，然后將_均勻地撒在水面上；用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N，小方格的邊長l20 mm.根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)步驟中應填寫：_；(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V是_mL；(3)油酸分子直徑是_m.解析：(1)為了顯示單分子油膜的形狀，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉(2)1滴酒精油酸溶液中純油酸的體積V× mL2×105 mL.(3)根據(jù)大于半個方格的算一個，小于半個方格的舍去，油膜形狀占據(jù)的方格數(shù)大約為115個，故面積S115×20×20mm24.6×104 mm2油酸分子直徑d mm4.3×107 mm4.3×1010 m.答案：(1)痱子粉或石膏粉(2)2×105(3)4.3×10108“用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下：A將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S.B將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上C用淺盤裝入約2 cm深的水D用公式d求出薄膜厚度，即油酸分子的大小E根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請指出：_ (2)上述實驗步驟的合理順序是_解析：(1)C步驟中，要在水面上均勻地撒上石膏粉或痱子粉實驗中，要有步驟F：用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)(2)合理順序為CFBAED答案：(1)見解析(2)CFBAED9. 油酸酒精溶液的濃度為每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖所示若每一小方格的邊長為25 mm，試問：(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為_模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為_油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的_圖中油酸膜的面積為_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是_m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是_m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學在實驗過程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：_.解析：油膜面積約占70小格，面積約為S70×25×25×106 m24.4×102 m2，一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V××106 m31.2×1011 m3，油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d m2.7×1010 m.答案：(1)球體單分子直徑4.4×1021.2×10112.7×1010(2)主要有兩個原因：水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復水平，因此油膜的面積擴張；油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮10利用油膜法可以粗略測出阿伏加德羅常數(shù)，把密度0.8×103 kg/m3的某種油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V0.5×103cm3，形成的油膜面積為S0.7m2.油的摩爾質(zhì)量M0.09 kg/mol.若把油膜看成是單分子層，每個油分子看成球形，只需要保留一位有效數(shù)字，那么：(1)該油分子的直徑是多少？(2)由以上數(shù)據(jù)可粗略測出阿伏加德羅常數(shù)NA的值是多少？(先列出計算式，再代入數(shù)據(jù)計算)解析：(1)由d可得：d m7×1010 m(2)每個油分子的體積V0d3油的摩爾體積Vmol假設油是由油分子緊密排列而成的，有：NA代入數(shù)據(jù)可得NA6×1023 mol1.答案：(1)7×1010 m(2)6×1023 mol111. 2011·江蘇單科某同學在進行“用油膜法估測分子的大小”的實驗前，查閱數(shù)據(jù)手冊得知：油酸的摩爾質(zhì)量M0.283kg·mol1,密度0.895×103kg·m3.若100滴油酸的體積為1mL，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA6.02×1023mol1，球的體積V與直徑D的關(guān)系為VD3，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析：一個油酸分子的體積V，由VD3可得D.最大面積S，解得S1×101 m2.答案：1×101 m212. 有人設計了一種測溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體，與管A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度x即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出設B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(1)B管刻度線是在1標準大氣壓下制作的(1標準大氣壓相當于76 cm水銀柱的壓強)已知當溫度t27時的刻度線在x16 cm處，問t0的刻度線在x為多少厘米處？(2)若大氣壓已變?yōu)橄喈斢?5 cm水銀柱的壓強，利用該測溫裝置測量溫度時所得讀數(shù)仍為27，問此時實際溫度為多少？解析：(1)A中氣體為等容過程，有pp1把p1761660 (cmHg)，T127327300 (K)，T273 K代入上式得：p×60 cmHg54.6 cmHgx(7654.6) cm21.4 cm(2)此時A泡內(nèi)氣體壓強為pp0x751659 (cmHg)而體積未變，由查理定律：TT1×300 K295 K22.答案：(1)21.4 cm(2)227