05 实验十六　用油膜法估测油酸分子的大小-2026版高考物理一轮复习

《全品选考复习方案》实验十六用油膜法估测油酸分子的大小1.某实验小组做了“用油膜法测油酸分子的大小”的实验.(1)他们进行了下列操作.请选出需要的操作,并按正确操作的先后顺序排列起来:D、B、F、E、C(用字母符号表示).

A.倒入油酸B.倒入水C.描绘油膜轮廓D.记录油酸酒精溶液的滴数E.滴油酸酒精溶液F.撒粉(2)利用油膜法可以测阿伏加德罗常数.如果已知体积为V的一滴纯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NA=

6MS3πρV3(3)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有AD(填选项前的字母).

A.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开B.计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴[解析](1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液(记下配制比例)→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径,因此操作先后顺序排列应是:DBFEC.(2)油酸分子的直径d=VS,油酸分子的体积V0=43πd23,设阿伏加德罗常数为NA,有NAV解得NA=6MS(3)水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开,则测得的油膜面积偏小,由d=VS可知,测出的分子直径结果偏大,故A正确;计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理,则测得的油膜面积偏大,由d=VS可知,测出的分子直径结果偏小,故B错误;油酸酒精溶液配制时间较长,酒精挥发较多,则溶液浓度增大,1滴溶液形成的油膜面积变大,得到的分子直径将偏小,故C错误;求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴,则测得纯油酸的体积偏大,由d=VS可知,测出的分子直径结果偏大,故2.在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到2500mL的刻度,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒.记录滴入的滴数直到量筒内液体达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将爽身粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有爽身粉,可以清楚地看出油膜轮廓;④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油酸膜的形状;⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上.(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为4×10-12m3,油膜面积为1.14×10-2m2,求得的油酸分子直径为4×10-10m(此空保留一位有效数字).

(2)若阿伏加德罗常数为NA,油酸的摩尔质量为M,油酸的密度为ρ,则下列说法正确的是BC(填选项前的字母).

A.1kg油酸所含分子数为ρNAB.1m3油酸所含分子数为ρC.1个油酸分子的质量为MD.油酸分子的直径约为3(3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较,数据都偏大,对于出现这种结果的原因,不可能是B(填选项前的字母).

A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B.计算油酸膜面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理C.画油膜轮廓时,没等轮廓稳定下来就立刻画好D.水面上爽身粉撒的较多,油酸膜没有充分展开[解析](1)一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为V=1.0×10-6×1.02500×1100m3=4×10-12m3,油膜面积为S=114×1×10-4m2=1.14×10-2m2,求得油酸分子直径为d=VS=4×10(2)1kg油酸所含有分子数为N=1MNA=NAM,故A错误;1m3油酸所含分子数为N=1VmolNA=1MρNA=ρNAM,故B正确;1个油酸分子的质量为m0=MNA,故C正确;假设油酸分子为球形,其直径为d,则一个油酸分子的体积为V0=43πd23,油酸的摩尔体积为Vmol=M(3)错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,会使计算结果偏大,故A不符合题意;计算油酸膜面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理,会使油膜面积增大导致计算结果偏小,