考点训练57--实验：用油膜法测分子的直径

考点训练57 实验：用油膜法测分子的直径1.（6分）“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是（ ）A.将油膜看成单分子油膜 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.将油膜分子看成球形答案：ABD解析：把油酸分子进行理想化处理就是科学的方法.2.（6分）用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的（ ）A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.体积 D.密度答案：B解析：阿伏加德罗常数NA=.（Vm摩尔体积，V0分子体积，V0=D2）3.（6分）利用油膜法测出了分子直径D后，若滴在液面上一滴油酸的体积为V，水面上形成的油膜面积为S，这滴油酸中的油酸分子数为N，阿伏加德罗常数为NA，则下述表达式近似正确的是（ ）A.V=ND3 B.S=ND2C.V=NADS D.S=NAD2答案：A解析：油酸分子的体积V0=D3所以这滴油酸（共有N个分子）的体积V=NV0=ND3，故A正确，C错.油酸分子所占面积S0=D2所以含有N个分子的这滴油酸油膜的面积S=NS0=ND2，故B、D错.4.（6分）(2006全国大联考三)在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验时，实验简要步骤如下：A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积SB.将一滴酒精油酸溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上C.用浅盘装入约2 cm深的水,然后把痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上D.用公式L=,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小E.根据酒精油酸溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积VF.用注射器或滴管将事先配制好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数上述实验步骤的合理顺序是.答案：CFBAED解析：由实验原理可得.5.（6分）为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是（ ）A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V1，则每滴油酸酒精溶液的体积V2=B.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形答案：B解析：测一滴油酸酒精溶液的体积时，滴数是准确的，误差主要是出在从量筒中读出n滴溶液的体积，如果不是整体积数，那么估读的体积误差就大了，应数出量筒里每增加一个整体积数（量筒的最小分度）所滴入的滴数.故A错，对B项的分析是正确的.多滴几滴确实对测量形成油膜的油酸体积会更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了.（做实验的浅盘的面积都不大）6.（6分）在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有_.答案：量筒、坐标纸7.（8分）在用“油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为0.5 m的浅圆盘盛水要让油酸在水面上形成单分子油酸膜，若用纯油酸，而不配制溶液，那么油酸滴的体积的数量级不能大于_m3.答案：10-11解析：分子直径的数量级为10-10 m.油滴滴在浅圆盘中形成油膜的最大面积为圆盘的面积Smax=r2=3.14()2 m2=0.2 m2油滴的最大体积Vmax=Smaxd=0.210-10 m3=210-11 m3所以油滴体积的数量级不能大于10-11 m3.8.（8分）某种不溶于水的油剂的密度是8102 kg/m3.取该油剂0.8 mg滴在水面上，最后形成的油膜面积最大可达_m2.答案：10解析：这种油剂的体积V=m3=110-9 m3油剂分子直径的数量级为10-10 m，形成最大面积油膜为单分子油膜层所以油膜面积S= m2=10 m2.9.（11分）在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为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，图中正方形方格的边长为1 cm，试求：（1）油酸膜的面积是_cm2；（2）实验测出油酸分子的直径是_m；（结果保留两位有效数字）（3）实验中为什么要让油膜尽可能散开？_.答案：（1）113115都对（2）6.510-106.610-10都对（3）这样做的目的是为了让油膜在水平面上形成单分子油膜解析：（1）求油膜面积时，先数出“整”方格的个数，对剩余小方格的处理方法是：不足半个的舍去，多于半个的等于一个，数一下共有113115个.一个小方格的面积S0=L2=1 cm2，所以面积S=(113115)1 cm2=（113115） cm2.（2）一滴纯油酸的体积V= mL=7.510-11 m3油酸分子直径d= m=（6.510-106.610-10） m.10.（10分）体积为1.210-3 cm3的油滴在静止的水面上扩展为4 m2的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为_，1 mol这种油的体积为_，油分子的质量为_.（油的密度为0.8103 kg/m3）答案：310-10 m 8.510-6 m3 1.110-27 kg解析：油分子的直径：d= m=310-10 m.一个油分子的体积：V=d3.1 mol油的体积：V0=VNA=d3NA=3.14(310-10)361023 m3=8.510-6 m3.1 mol油的质量：M0=V0.一个油分子的质量：m=d3=0.81033.14(310-10)3 kg=1.110-27 kg.11.（10分）(2006全国调研试题三)某种油的密度=0.8103 kg/m3，把一滴体积为1.210-3 cm3的这种油滴在水面上，可以形成面积为2 m2 的单分子油膜，阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1.若把分子看作球形，则估算出它的直径是多大？油的摩尔质量是多少？答案：610-10 m 5.510-2 kg/mol解析：设一滴油的体积为V，一个油分子的直径为d，由题意可知油膜的厚度也为d，则Sd=V，故d= m=610-10 m.每一个油分子的体积为()3，故这种油的分子个数n=1.061019（个）油的摩尔质量m0=NA=6.021023 kg/mol=5.510-2 kg/mol.12.（6分）将1 cm3油酸溶于酒精，制成200 cm3的酒精油酸溶液.已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2 m2，由此估算油酸分子直径.答案：510-10 m解析：200 cm3油酸酒精溶液有50滴/cm3200 cm3=10 000滴一滴油酸溶液含油酸的体积V= cm3=10-4 cm3=10-10 m3所以油酸分子直径为：d= m=510-10 m.13.（11分）用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数，把密度=0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴油在水面上形成油膜，已知这滴油的体积V=0.510-3 cm3，形成的油膜的面积S=0.7 m2，油的摩尔质量Ml=0.09 kg/mol.若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：（1）油分子的直径为多大？（2）由以上数据可测出