第一章分子动理论2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小基础过关练题组一实验原理1.(多选)用油膜法估测油酸分子的大小的理想条件是( )A.将油酸分子看成球体B.考虑各油酸分子间的间隙C.认为油酸分子是紧密排列的D.计算油膜的面积时,舍去所有不足一格的方格2.利用油膜法估测油酸分子的直径,需要知道( )A.一滴油酸的质量和体积B.一滴油酸的质量和密度C.一滴油酸的体积和密度D.一滴油酸的体积和单层分子油膜的面积3.(2020吉林长春二中高二下月考)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中所用的油酸酒精溶液为每1 000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL。
用注射器测得1 mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油酸在水面上尽可能散开,测得油膜的轮廓形状如图所示。
图中每个小正方形的边长均为1 cm,下列说法不正确的是( )A.实验时将油酸分子看成球体B.实验时不考虑各油酸分子间的间隙C.使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜D.该实验测出油酸分子的直径约是6.5×10-8 m4.用油膜法估测油酸分子的大小实验中,纯油酸体积为V,在水面上形成近似圆形的单层分子油膜,油膜直径为d,则油酸分子直径大小约为( )A.4Vπd2B.πd24VC.2Vπd2D.πd22V题组二实验操作及注意事项5.(2020湖北部分重点高中高二下期中)(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,下列说法或操作正确的是( )A.将油膜看作单分子层薄膜,并不考虑油酸分子间的间隙B.将油酸分子看成球形C.在量筒中只滴入一滴油酸酒精溶液,测出它的体积D.若撒入水中的爽身粉太多,会使油酸未完全散开,从而使测出的分子直径偏小(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,通过计算得到一滴溶液的体积为8.0×10-3 mL,其形成的油膜面积为40 cm2,则估测出油酸分子的直径为m。
(计算结果保留两位有效数字)6.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径,下列措施可行的是( )A.把爽身粉均匀地撒在水面上,测出其面积B.取油酸一滴,滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜C.取油酸酒精溶液一滴,滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜D.把油酸酒精溶液滴在撒有均匀爽身粉的水面上后,要立即描绘油酸在水面上的轮廓题组三数据处理与误差分析7.(2020江苏宿迁沭阳高二期中)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL。
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1 mL。
若把一滴这样的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,稳定后形成的油膜的形状如图所示。
若每一小方格的边长为25 mm,试问:(1)实验中将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是;A.等效替代法B.控制变量法C.理想模型法D.比值定义法(2)某学生实验计算结果明显偏大,下列说法不正确的是;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.求每滴溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数少计了10滴(3)根据上述数据,一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;估测出油酸分子的直径是m(结果保留一位有效数字)。
能力提升练题组一实验原理及实验操作1.(2019河北邢台一中高二下月考,)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,用a mL的纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液,再用滴管取1 mL油酸酒精溶液,让其自然滴出,共n滴。
现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为S cm2,则:(1)估算油酸分子的直径是cm。
(2)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。
A.摩尔质量B.摩尔体积C.质量D.体积2.(2020山东枣庄三中高二下检测,)(1)用油膜法估测油酸分子的大小时有如下步骤:A.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔画在玻璃板上;B.将油酸和酒精按一定比例配制好;C.向浅盘中倒入约2 cm深的水;D.把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中,当体积达到1 mL时记下滴入的滴数,算出每滴液滴的体积;E.向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉(或爽身粉);F.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,直至薄膜形状稳定;G.把玻璃板放在方格纸上,计算出薄膜的面积;。
H.计算出油膜的厚度L=VS把以上各步骤按合理顺序排列如下: GH。
(2)若油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器测得1 mL 上述溶液有液滴75滴。
把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,最后油膜的形状和尺寸如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,则:①油膜的面积是m2;②一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是m3;③按以上数据,估测出油酸分子的直径是m。
(结果保留两位有效数字)深度解析题组二数据处理与误差分析3.()在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,按照纯油酸与酒精的体积比为m∶n配制油酸酒精溶液,用注射器滴取该溶液,测得k滴溶液的总体积为V,将一滴溶液滴入浅盘,稳定后将油膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示。
已知坐标纸上每个小正方形的边长为a。
(1)油膜的面积为;(2)油酸分子的直径为;(3)在测量溶液体积时,滴数多数了几滴,会使得测量结果比真实值偏(填“大”或“小”)。
4.(2020江西湘东中学高二下期中,)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:(1)已知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V油酸,配制的油酸酒精溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴,那么1滴溶液的体积是mL,一滴溶液中纯油酸的体积为V油酸= cm3。
(2)若实验中测得结果如下表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子长度值L0=1.12×10-10 m比较,判断此实验结果(填“符合”或“不符合”)数量级的要求。
次数S/cm2L=(V/S)/cm平均值1533①2493②④3563③5.(2020江苏启东高二下测试,)在“用油膜法估测油酸分子的大小”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滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形小方格的边长为1 cm,则可求得:(1)油酸薄膜的面积是cm2。
(2)油酸分子的直径是m。
(结果保留两位有效数字)(3)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的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油酸的密度为ρ,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为。
(4)某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大,可能是由于。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格D.水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开易错答案全解全析 基础过关练1.AC 用油膜法估测油酸分子直径的三个条件:①将油酸分子视为球体模型;②忽略油酸分子之间的间隙,认为分子是紧密排列的;③油酸分子在水面形成单分子油膜。
只有在上述三个理想条件下油膜的厚度才能视为油酸分子的直径。
故A 、C 正确。
2.D 由分子直径d=VS 可知选项D 正确。
3.D 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中:①让油酸尽可能散开,形成单分子油膜;②把油酸分子看成球形;③不考虑分子之间空隙,故A 、B 的说法正确,不符合题意;酒精易溶于水并很快挥发,使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜,故C 的说法正确,不符合题意;一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为V=180×0.61000mL=7.5×10-6 mL=7.5×10-12 m 3,油酸分子的直径为d=V S =7.5×10-12113×10-4m=6.6×10-10m,故D 错误,符合题意。
4.A 由题知油膜的面积约为S=πR 2=π4d 2,故油酸分子直径约为D=V S =4Vπd 2,故A 正确。
5.答案 (1)AB (2)2.0×10-9解析 (1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,将油酸分子简化为球形,并认为它们紧密排布,在水面上形成单分子油膜,这样测出油膜的厚度,就相当于油酸分子的直径,故A 、B 正确;要测出1滴油酸酒精溶液的体积,可在量筒中滴入N 滴溶液测出其体积为V,则1滴该溶液的体积V 1=VN ,故C 错误;油酸未完全散开会导致S 偏小,根据d=VS可知,测出的分子直径会偏大,故D 错误。
(2)1滴油酸酒精溶液的体积为8.0×10-3 mL,由纯油酸与溶液体积比为1∶1 000,可得1滴纯油酸的体积V=8.0×10-3×11000 mL=8.0×10-6 mL=8.0×10-12 m 3,油膜面积为S=40×10-4m 2,油酸分子的直径d=V S,代入数据得d=2.0×10-9 m 。
6.C 该实验中在滴入油酸酒精溶液之前,要在水面上均匀地撒上薄薄的一层爽身粉,其作用是形成清晰的油膜轮廓;实验中,取油酸酒精溶液一滴,滴在撒有均匀爽身粉的水面上形成面积尽可能大的油膜,待油膜形状稳定后,再描绘油酸在水面上的轮廓,所以正确选项为C 。
7.答案 (1)C (2)B (3)1×10-11 2×10-10解析 (1)本实验中认为油酸分子均匀分布在液体表面,每个分子看作球形,通过计算油膜的厚度来计算分子的直径,所采用的方法为理想模型法,故选C;(2)根据公式d=VS 可知,若面积计算偏小或体积偏大,都会导致计算结果偏大,因此A 、C 、D 都有可能,故选B;(3)根据题中信息可知,一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=1×10-650×0.61000m 3=1.2×10-11 m 3≈1×10-11 m 3根据题图可知油膜的面积S=71×25×25×10-6 m 2=4.437 5×10-2 m 2 根据公式d=VS 可得d ≈2×10-10 m 。
能力提升练1.答案 (1)a nSb(2)B解析 (1)油酸酒精溶液的浓度为a b,一滴油酸酒精溶液的体积为1nmL,一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V=1n·abmL=abnmL,则油酸分子的直径为d=VS =a bnScm 。