用油膜法测分子的直径专练

用油膜法测分子的直径专练1.“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.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N A =0V V m .（V m —摩尔体积，V 0—分子体积，V 0=61πD 2） 3.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N A ，则下述表达式近似正确的是（ ） A.V=61N πD 3 B.S=21N πD 2 C.V=N A DS D.S=N A πD 2答案：A解析：油酸分子的体积V 0=61πD 3 所以这滴油酸（共有N 个分子）的体积V=NV 0=61N πD 3，故A 正确，C 错. 油酸分子所占面积S 0=41πD 2 所以含有N 个分子的这滴油酸油膜的面积S=NS 0=41N πD 2，故B 、D 错. 4.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=SV ,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V 1，则每滴油酸酒精溶液的体积V 2=1001V 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.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___________m 3.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S max =πr 2=3.14×(25.0)2 m 2=0.2 m 2 油滴的最大体积V max =S max d=0.2×10-10 m 3=2×10-11 m 3所以油滴体积的数量级不能大于10-11 m 3.8.某种不溶于水的油剂的密度是8×102 kg/m 3.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____________m 2.答案：10解析：这种油剂的体积V=ρm =26108108.0⨯⨯-m 3=1×10-9 m 3 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=d V =10910101--⨯ m 2=10 m 2. 9.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___________cm 2；（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）113—115都对（2）6.5×10-10—6.6×10-10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113—115个.一个小方格的面积S 0=L 2=1 cm 2，所以面积S=(113—115)×1 cm 2=（113—115） cm 2.（2）一滴纯油酸的体积 V=10006.0×801 mL=7.5×10-11 m 3 油酸分子直径 d=S V =41110)115113(105.7--⨯--⨯ m=（6.5×10-10—6.6×10-10） m. 10.体积为1.2×10-3 cm 3的油滴在静止的水面上扩展为4 m 2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0.8×103 kg/m 3）答案：3×10-10 m 8.5×10-6 m 3 1.1×10-27 kg解析：油分子的直径：d=SV =410102.163--⨯⨯ m=3×10-10 m.一个油分子的体积：V=61πd 3.1 mol 油的体积：V 0=V ·N A =61πd 3·N A =61×3.14×(3×10-10)3×6×1023 m 3=8.5×10-6 m 3.1 mol 油的质量：M 0=ρV 0.一个油分子的质量：m=A N M 0=A N V 0ρ=A A N N V ∙ρ=ρ·61πd 3=0.8×103×61×3.14×(3×10-10)3 kg=1.1×10-27 kg. 11.某种油的密度ρ=0.8×103 kg/m 3，把一滴体积为1.2×10-3 cm 3的这种油滴在水面上，可以形成面积为2 m 2 的单分子油膜，阿伏加德罗常数N A =6.02×1023 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：6×10-10 m 5.5×10-2 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=SV =210102.163--⨯⨯ m=6×10-10 m. 每一个油分子的体积为34π(2d )3，故这种油的分子个数 n=3)2(34d V π=31063)2106(14.33410102.1---⨯⨯⨯⨯⨯=1.06×1019（个） 油的摩尔质量m 0=nV ρ×N A =196331006.110102.1108.0⨯⨯⨯⨯⨯--×6.02×1023 kg/mol=5.5×10-2 kg/mol. 12.将1 cm 3油酸溶于酒精，制成200 cm 3的酒精油酸溶液.已知1 cm 3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 m 2，由此估算油酸分子直径.答案：5×10-10 m解析：200 cm 3油酸酒精溶液有50滴/cm 3×200 cm 3=10 000滴一滴油酸溶液含油酸的体积 V=100001 cm 3=10-4 cm 3=10-10 m 3 所以油酸分子直径为： d=SV =2.010110-⨯ m=5×10-10 m. 13.用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ=0.8×103 kg/m 3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=0.5×10-3 cm 3，形成的油膜的面积S=0.7 m 2，油的摩尔质量M l =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）由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约为多少？（保留一位有效数字） 答案：（1）7.1×10-10 m （2）6×1023 mol -1解析：（1）利用油膜法测出分子直径 d=SV =7.010105.063--⨯⨯ m=7.1×10-10 m. （2）每个分子看成球形，则每个分子的体积V=61πd 3=6π(SV )3 1 mol 这种油的体积V l =ρlM =N A ·V=N A ·61π(SV )3所以N A =3)(6SV M l ∙πρ =31032)101.7(108.014.31096--⨯⨯⨯⨯⨯⨯ mol -1 =6×1023 mol -1.。