高中物理选择性必修第三册课后习题 第1章 分子动理论 2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 (2).docVIP

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2实验:用油膜法估测油酸分子的大小

课后·训练提升

一、单项选择题

1.将1cm3油酸溶于酒精中,制成200cm3油酸酒精溶液。已知1cm3溶液中有50滴,现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水后,油酸在水面上形成一单分子薄层。已测出这薄层的面积为0.2m2,由此估测油酸分子的直径为()

A.2×10-10m

B.5×10-10m

C.2×10-9m

D.5×10-9m

答案:B

解析:1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为1200×50×10-6m3=10-10m3,油膜分子是单分子油膜,根据d=VS=

2.在用油膜法估测分子的大小实验中所用的油酸酒精溶液为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL。用注射器测得1mL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,测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个小正方形方格的边长均为1cm,下列说法不正确的是()

A.实验时将油酸分子看成球形

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6.5×10-8m

答案:D

解析:在用油膜法估测分子的大小实验中,实验的基本原理是①让油膜尽可能散开,形成单分子层,②把油酸分子看成球形,③不考虑分子之间空隙,选项A、B正确;由于酒精易溶于水,使用油酸酒精溶液的目的是让油膜在水面上形成单层分子油膜,选项C正确;一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V=180×0.61000mL=7.5×10-6mL=7.5×10-12m

3.小华在做用油膜法估测油酸分子的大小的实验时,发现他测量出的油酸分子直径数量级为10-9m。出现这个结果的原因可能是()

A.水面上的痱子粉洒得太厚

B.使用的油酸酒精溶液搁置时间太长

C.用注射器测一滴溶液的体积时,将溶液的滴数数多了

D.计算坐标纸上油膜轮廓内方格数时,不足半个的未舍去

答案:A

解析:假设油酸酒精溶液的体积浓度为c,将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入N滴溶液时,小量筒内溶液体积为V,计算出坐标纸上油膜轮廓的面积为S,则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0=cVN,油膜厚度为d=V0S=cVNS,实验时认为形成了单分子油膜,把油膜厚度d认为是油酸分子的直径,一般油酸分子直径数量级为10-10m,现测量出的油酸分子直径数量级为10-9m,说明测量值偏大。水面上的痱子粉洒得太厚,说明形成的不是单分子油膜,测得的油膜厚度d大于实际油酸分子直径,把油膜厚度d当成油酸分子直径,结果偏大了,选项A正确;使用的油酸酒精溶液搁置时间太长,可知油酸酒精溶液的实际体积浓度c变大,则有d测=cVNSd实=cVNS,把油膜厚度d测认为是油酸分子的直径,结果偏小,选项B错误;用注射器测一滴溶液的体积时,将溶液的滴数N数多了,则有d测=cVNSd实=cV

二、多项选择题

4.用油膜法估测分子的大小实验的科学依据是()

A.将油酸形成的膜看成单分子油膜

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.将油酸分子看成球形

答案:ABD

解析:实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算,所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜,不考虑油酸分子间的间隙,并把油酸分子看成球形,油酸分子直径的数量级为10-10m,所以选项A、B、D正确,C错误。

5.某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏大,可能是由于()

A.油酸未完全散开

B.油酸中含有大量酒精

C.求每滴体积时,1mL溶液的滴数少数了几滴

D.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格

答案:ACD

解析:形成的油膜不是单分子层,计算的油膜厚度就不是分子直径,比分子直径大得多,选项A正确;滴入水中后酒精都溶入水中,选项B错误;计算体积时少数了几滴,会使计算的油滴体积偏大,计算的分子直径也偏大,选项C正确;数方格时舍去了所有不足一格的方格,计算出的油膜面积偏小,导致计算结果偏大,选项D正确。

三、非选择题

6.在用油膜法估测分子大小的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液有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,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1cm。

(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的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油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