2012年高考物理用油膜法估测分子的大小测试题及答案
高三物理实验复习—用油膜法估测油酸分子的大小习题选编 包含答案
实验：用油膜法估测油酸分子的大小习题选编1、在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的单分子层，这体现的物理思想方法是（）A．等效替代法B．控制变量法C．理想模型法D．累积法【答案】C2、在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（）A．用油膜法可以精确测量分子的大小B．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积C．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格D．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上【答案】B3、体积为10－4 cm3的油滴，滴在水面上散开成一单分子油膜层，则油膜面积的数量级为（）A．102 cm2B．104 cm2C．106 cm2D．108 cm2【答案】B4、用“油膜法”来粗略估测分子的大小，认为油滴在水面上后油分子的排列需要建立在一定模型基础上，下列哪项是不正确的A．分子都是球形的B．所有分子都能形成单分子油膜C．分子都是一个一个挨着一个排列的D．滴入的油酸溶液是高纯度的溶液【答案】D5、在“用油膜法估测分子的大小”实验中，下列做法正确的是_______A．用注射器吸取配置好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1ml，则1滴溶液中含有油酸10-2mlB．用浅盘装入适量的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，等油膜的形状稳定之后再描绘其形状D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，再用刻度尺去量油膜的面积E.根据1滴油酸溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=VS，即油酸分子的直径【答案】BCE6、某学生在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于 。
A ．油酸中含有大量酒精B ．油酸溶液浓度低于实际值C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数少记了10滴【答案】CD7、在“油膜法估测分子大小”实验中：将1cm 3的油酸溶于酒精，制成300cm 3的油酸酒精溶液．已知1cm 3溶液有20滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，最后扩展成面积为0.15m 2的油膜，由此估算出油酸分子直径为_______．在该实验中滴入油酸酒精溶液之前，要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，其作用是:________________________．【答案】1.11×10-9m 形成清晰地油膜边缘 8、在做”用油膜法估测分子的大小”的实验中,实验简要步骤如下：A ．根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.B ．用浅盘装入约2 cm 深的水.C ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,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.D ．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S.E.用公式,V d S求出薄膜厚度,即油酸分子的大小. 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全,请指出: (1) 。
新课标2012届高考物理总复习配套课件实验12 用油膜法估测分子的大小
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用油膜法估测分子直径，实验误差通常来自三个方面． 用油膜法估测分子直径，实验误差通常来自三个方面． 1．不能形成单分子油膜． ．不能形成单分子油膜． 2．油滴的体积V的测量产生误差． ．油滴的体积 的测量产生误差 的测量产生误差． 3．计算油膜的面积S有误差． ．计算油膜的面积 有误差 有误差．
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实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的 大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时， 大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上 散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图1所示形状 散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如图 所示形状 的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上 的一层纯油酸薄膜．
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题型一 [例1] 例
实验数据的处理 在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精， 在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，
其浓度为每104 mL溶液中有 mL油酸．用注射器测得 mL上述溶液有 溶液中有6 油酸． 其浓度为每 溶液中有 油酸 用注射器测得1 上述溶液有 75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在 滴 滴该溶液滴入盛水的浅盘里， 滴该溶液滴入盛水的浅盘里 待水面稳定后， 浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上， 浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上， 其形状和尺寸如图3所示，坐标纸上正方形方格的边长为 其形状和尺寸如图 所示，坐标纸上正方形方格的边长为1 cm，试求： 所示 ，试求：
图2
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实验课17 用油膜法估测分子的大小
改正其中的错误: 。 (2)若油酸酒精溶液体积分数为0.10%,一滴溶液的体积为4.8× 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。
考向1
考向2
考向3
-13-
解析 (1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时相对误差太大,
应用微小量累积法减小测量误差。
3
=
6������3 ����2
由题意可知一滴油的质量 M=ρV
一个油分子的质量为
m=������������
=
����������3 6������3
所以有 NA=������������0 = 6���������π���0���������3���3=6×1023 mol-1。
答案 (1)7.1×10-10 m (2)NA=6���������π���0���������3���3 6×1023 mol-1
考点三
-5-
6.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,算出油酸薄膜的 面积。求面积时,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,数出轮廓 内正方形的个数,不足半个的舍去,多于半个的算一个。
7.根据一滴油酸酒精溶液所含油酸的体积V和其形成的薄膜的面 积S,算出油酸薄膜的厚度 d=VS ,即为油酸分子的大小。比较算出的 分子大小,看其数量级是否为10-10 m。
-8-
)
-9-
考向1
考向2
考向3
(3)某同学做用油膜法估测分子大小的实验时,在边长约30 cm的
浅盘里倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上,用注射
器滴一滴
(选填“纯油酸”“油酸水溶液”或“油酸酒
精溶液”)在水面上。稳定后,在玻璃板上描下油膜的轮廓,放到坐标
高考物理一轮总复习专题训练 实验 用油膜法估测分子的大小(含解析)
第3讲 实验 用油膜法估测分子的大小1．把V 1 mL 的油酸倒入适量的酒精中，稀释成V 2 mL 的油酸酒精溶液，测出1 mL 油酸酒精溶液共有N 滴．取一滴溶液滴入水中，最终在水中形成S cm 2的单分子油膜．则该油酸分子的直径大约为( )A.V 1NV 2S m B.NV 2V 1S m C.V 2NV 1S cm D.V 1NV 2Scm 答案：D2．在用油膜法估算分子大小的实验中：(1)下面是一些实验步骤及注意事项：A ．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；B ．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；C ．用注射器(或滴管)将V ＝1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n ，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V 0＝Vn ；D ．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；E ．等待油酸薄膜的形状稳定后，用数格子法测算出面积S ；F ．根据一滴油酸酒精溶液的体积V 0和膜的面积S 计算出油酸薄膜的厚度L ＝V 0S ；G ．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径． 其中错误的是：__________；不必要的是：__________(只填前面的字母)． (2)这个实验中产生误差的主要原因有：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)F A(2)计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时，由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准产生误差；用数格子法求油酸薄膜的面积本身就是一种估算方法3．用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材有：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的45×50 cm 2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤CA ．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL 油酸酒精溶液时的滴数N.B ．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n.C ．________________________________________________________________________.D ．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小________(单位：cm)． 解析：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(2)1滴油酸溶液中含有的油酸体积为0.05%N mL ，向浅盘中共滴入油酸的体积V ＝0.05%n Ncm 3，所以单个油酸分子的直径为d ＝V S ＝0.05%nNS cm.答案：(1)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上 (2)0.05%nNS c m4．在用油膜法估测分子的大小实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V 油酸，配制的油酸溶液中，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 ，所以一滴溶液中油酸体积为V 油酸＝________cm 3.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L 0＝1.12×10－10m 作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次 数 S/cm 2 #K]L ＝V S/cm L 平均值1 5332 493 3[来m]563解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V 溶液＝1250 mL ＝4×10－3mL ，因为V 油酸V 溶液＝1500，故1滴溶液中油酸体积为：V 油酸＝1500V 溶液＝1500×1250cm 3＝8×10－6 cm 3.据此算得3次测得L 的结果分别为： 1．5×10－8cm 1.62×10－8cm 1.42×10－8cm 其平均值为：L ＝L 1＋L 2＋L 33＝1.51×10－10m 这与公认值的数量相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求．答案：4×10－38×10－61.5×10－81.62×10－81.42×10－81.51×10－10m 符合要求。
高考物理复习 第11章 实验12 用油膜法估测分子的大小训练题 新人教版
实验十二 用油膜法估测分子的大小考纲解读1.学会用油膜法估测油酸分子的大小.2.理解间接测量微观量的原理和方法．基本实验要求1． 实验器材盛水浅盘、注射器(或滴管)、容量瓶、坐标纸、玻璃板、痱子粉(或细石膏粉)、油酸酒精溶液、量筒、彩笔． 2． 实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差． (2)配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸充分溶解在酒精中，这样就得到了500 mL 含1 mL 纯油酸的油酸酒精溶液．(3)用注射器(或滴管)将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积V n 时的滴数n .(4)根据V 0＝V nn算出每滴油酸酒精溶液的体积V 0.(5)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上． (6)用注射器(或滴管)将一滴油酸酒精溶液滴在水面上．(7)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸膜的形状用彩笔画在玻璃板上．(8)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S (求面积时以坐标纸上边长为1 cm 的正方形为单位计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．(9)根据油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝VS算出油酸薄膜的厚度d .(10)重复以上实验步骤，多测几次油酸薄膜厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．规律方法总结1． 实验原理实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小．当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水，并很快挥发，在水面上形成如实验原理图甲所示形状的一层纯油酸薄膜．如果算出一定体积的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积，即可算出油酸分子的大小．用V 表示一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积，用S 表示单分子油膜的面积，用d 表示分子的直径，如实验原理图乙所示，则：d ＝V S. 2． 数据处理根据上面记录的数据，完成以下表格内容.3. (1)注射器针头高出水面的高度应在1 cm 之内，当针头靠水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果． (2)待测油膜面扩散后又会收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．(3)当重做实验时，将水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．(4)本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可.考点一 对实验原理和实验步骤的考查例1 (2011·全国·22)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和油膜面积计算出油酸分子直径的大小．④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积．⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上． 完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm 3的油酸溶于酒精，制成300 cm 3的油酸酒精溶液；测得1 cm 3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m 2.由此估算出油酸分子的直径为________m ．(结果保留1位有效数字) 解析 (2)D ＝V 0S ＝1×1300×150×10－60.13 m≈5×10－10m.答案 (1)④①②⑤③ (2)5×10－10突破训练1 “用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：A ．将画有油酸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酸膜的面积S .B ．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，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．D ．用公式d ＝V S，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小． E ．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V . 上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出：(1)________________________________________________________________________． (2)________________________________________________________________________．上述实验步骤的合理顺序是________．某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________．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，错将不完整的方格作为完整方格处理C ．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数D ．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 答案 (1)C 步骤中，要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目． 实验步骤的合理顺序是CFBAED.正确的说法是ACD. 考点二 对实验数据处理的考查例2 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL 溶液中有6 mL 油酸．用注射器测得1 mL 上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图1所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm ，试求：图1(1)油酸膜的面积是多少？(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？ (3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径．解析 (1)根据题图，数得格子数为129个，那么油膜面积是S ＝129×1 cm 2＝129 cm 2(2)根据已知条件可知，1 mL 溶液中有 75滴，1滴溶液的体积是175 mL.又已知每104mL溶液中有纯油酸6 mL ，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是V ＝6×175104 mL ＝8×10－6mL(3)油酸分子的直径为d ＝V S ＝8×10－6129cm≈6.2×10－10 m 答案 (1)129 cm 2(2)8×10－6mL (3)6.2×10－10m解决“用油膜法估测分子的大小”实验问题的关 键是要理解分子模型，也就是理解油酸分子在水面上形成的薄膜的厚度即分子直径．数油膜面积对应的格子数时，完整的算一个，不完整的大于等于半格的算一个，不到半格的舍去．突破训练2 在“用油膜法估测分子的大小”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 cm 2，则： (1)估算油酸分子的直径大小是________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，还需要知道油滴的________．A ．摩尔质量B ．摩尔体积C ．质量D ．体积 答案 (1)abSn(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 ，一滴油酸酒精溶液含纯油酸a bn mL ，则油酸分子的直径大小为d ＝abSncm. (2)设一个油酸分子体积为V ，则V ＝43π(d 2)3，由N A ＝V molV 可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积．1．“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 “用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V )滴入水中，使之形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体．显然，球形体的直径即为单分子油膜的厚度d .假设单分子油膜的面积为S ，必然有d ＝V S.所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A 、B 、D.2． 某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸溶液浓度低于实际值C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴 答案 AC解析 由d ＝V S知，选项A 、C 会导致油膜面积偏小，会使d 偏大；选项B 、D 会使油酸体积偏小，分子直径d 偏小．3．在“用油膜法估测分子大小”实验中， (1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液； ②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在蒸发皿内盛 一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定； ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积． 改正其中的错误：__________________________________________________________. (2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%，一滴溶液的体积为4.8×10－3mL ，其形成的油膜面积为40 cm 2，则估测出油酸分子的直径为________m.答案 (1)②在量筒中滴入n 滴该溶液 ③在水面上先撒上痱子粉 (2)1.2×10－9解析 (1)②由于一滴溶液的体积太小，直接测量时相对误差太大，应用微小量累积法减小测量误差．③液面上不撒痱子粉时，滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜，油膜间的缝隙会造成测量误差增大，甚至使实验失败．(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得：d ＝V S＝4.8×10－3×10－6×0.10%40×10－4m ＝1.2×10－9m. 4． 一滴油酸酒精溶液含质量为m 的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S .已知纯油酸的摩尔质量为M 、密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列表达式中正确的有( ) A ．油酸分子的直径为M ρSB ．油酸分子的直径为mρSC ．油酸所含的分子数为mM N A D ．油酸所含的分子数为M mN A 答案 BC解析 设油酸分子的直径为d ，则有dS ＝m ρ，d ＝mρS ，故B 正确；设油酸所含的分子数为N ，则有N ＝m MN A ，故C 正确．5． 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2所示，图中每一小方格的边长为1 cm ，试求：图2(1)油酸薄膜的面积是________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)114(113～115都对) (2)6.6×10－10(3)这样做的目的是为了在水面上形成单分子油膜解析 (1)舍去不足半格的，多于半格的算一格，数一下共有114(113～115)个；一个小方格的面积S 0＝l 2＝1 cm 2，所以面积S ＝114×1 cm 2＝114 cm 2. (2)一滴纯油酸的体积V ＝0.61 000×180mL ＝7.5×10－12 m 3油酸分子直径d ＝V S ＝7.5×10－12114×10－4 m≈6.6×10－10 m. (3)让油膜尽可能散开，是为了在水面上形成单分子油膜．6． (1)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，已经准备的器材有：油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔，要完成本实验，还欠缺的器材有________________． (2)在用油膜法估测分子大小的实验中，在哪些方面作了理想化的假设：________；实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，且只能滴一滴，这是因为________；在将油酸酒精溶液滴向水面前，要先在水面上均匀撒些痱子粉，这样做是为了________________．(3)如图3所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．图3(4)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A，又用滴管测得N滴这种油酸酒精的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，如图4所示，测得油膜占有的小正方形个数为X.①用以上字母表示油酸分子直径的大小d＝________. 图4②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X＝________.答案(1)量筒、痱子粉、坐标纸(2)将油膜看成单分子油膜，将油酸分子看做球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的纯油酸粘滞力较大，直接测量体积时误差太大界定油膜大小的边界(3)dacb (4)①VANXa2②55。
高考物理一轮复习 专题47 分子动理论 油膜法估测分子
专题47 分子动理论油膜法估测分子大小（测）【满分：60分时间：45分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．下列说法中正确的是（）A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变【答案】B【名师点睛】解决本题的关键掌握温度的微观意义，知道温度是分子热平均动能的标志．明确内能与物体的体积、温度、摩尔数等因素有关。
2．做布朗运动实验，得到某个观测记录如图．图中记录的是（）A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度﹣﹣时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线【答案】D【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误．B．布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误．C．对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度﹣时间图线，故C项错误．D．任意两点间的位置的连线，故D对．【名师点睛】布朗运动是固体微粒的无规则运动，在任意时刻微粒的位置，而不是运动轨迹，而只是按时间间隔依次记录位置的连线．3．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间分子引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（）A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10mB．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10mC．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能亦越大【答案】B【名师点睛】本题主要考查分子间的作用力，要明确F-r图象的含义；在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力。
1.2实验用油膜法估测油酸分子的大小
1.2实验：用油墨法估测油酸分子的大小基础导学要点一、用油膜法估测油酸分子的大小1．实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小．初步学会用统计的方法求物理量．2．实验原理当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示．如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径．实验中如果算出一定体积V 的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S ，即可算出油酸分子直径的大小，即d ＝V S. 3．实验器材清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约为30 cm ～40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500 mL)．4．实验步骤(1)用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以减少实验误差；(2)配制油酸酒精溶液：取油酸1 mL ，注入500 mL 的容量瓶中，然后向容量瓶内注入酒精，直到液面达到500 mL 刻度线为止，摇动容量瓶，使油酸分子充分与酒精分子结合，这样就得到了浓度为0.2%的油酸酒精溶液；(3)用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并记下量筒内增加一定体积时的滴数；(4)向浅盘里倒入约2 cm 深的水，并将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；(5)用注射器或滴管将油酸酒精溶液滴在水面上一滴；(6)待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并将油酸薄膜的形状用彩笔画在玻璃板上；(7)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个，算出油膜的面积S ；(8)根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V ，并代入公式d ＝V S算出油酸薄膜的厚度d ；(9)重复以上实验步骤多测几次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即为油酸分子的大小．5．数据处理(计算方法：)(1)一滴油酸溶液的平均体积VV ＝N 滴油酸溶液的体积N(2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积VV ＝V ×油酸溶液的体积比⎝⎛⎭⎪⎫体积比＝纯油酸体积溶液的体积 (3)油膜的面积S ＝n ×1 cm 2(n 为有效格数，小方格的边长为1 cm)(4)分子直径d ＝V S(代入数据时注意单位的统一) 6．注意事项(1)油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免改变浓度产生实验误差．(2)实验前应练习好滴法．(3)待测油酸扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：第一是水面受到油酸滴冲击凹陷后恢复；第二是酒精挥发后液面收缩．(4)当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧面上会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱棉擦干，再用清水冲洗，这样可保持盘的清洁．(5)从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，比在水面上撒粉效果好．(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可．强化训练一、选择题1、在“用油膜法估测分子大小”的实验中，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 ．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积B ．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子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，滴在撒有均匀痱子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痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓【答案】C【解析】A ．要正确完成该实验，首先要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，作用是方便确定油膜的边界，A 错误；B ．由于纯油酸较黏稠不易展开需利用酒精稀释，B 错误；CD ．向撒有均匀痱子粉的水中滴入一滴油酸酒精溶液，静置稳定后在水面上形成尽可能大的单分子油膜，再描绘油酸在水面上的轮廓以确定其面积，C 正确，D 错误。
人教版高中物理选修三《实验：用油膜法估测油酸分子的大小》练习题(含解析)(1)
实验：用油膜法估测油酸分子的大小练习一、单选题1.某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于()A. 油酸溶液在水面上未完全散开B. 油酸溶液中含有的酒精过多C. 计算油膜面积时不足1格的全部按1格计算D. 将1mL油酸溶液的滴数n错记为10 n2.下列说法中不正确的是A. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积V0，则阿伏加德罗常数N A=VV0B. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功C. 一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多D. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大3.在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为()A. 7×10−8mB. 1×10−8mC. 7×10−10mD. 1×10−10m4. 利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数。
若已知n 滴油酸的总体积为V ，一滴油酸形成的油膜面积为S ，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d 和阿伏加德罗常数N A 分别为(球的体积公式V =43πR 3)( )A. d =VnS ， B. d =VnS ， C. d =VS ，D. d =VS ，N A =6μn 3S 3ρV 35. 根据下列哪一组物理量可以估算出气体分子间的平均距离( )A. 气体的密度、体积和质量B. 气体的摩尔质量和密度C. 阿伏加德罗常数、气体的摩尔体积D. 阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和质量6. 关于分子动理论，下列说法正确的是( )A. 分子直径的数量级约为10−15mB. 压缩气体时，要用力是由于气体分子间存在斥力的缘故C. 已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则单位体积的分子数为ρN A MD. 水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动7. 用油膜法测定分子的大小实验中，体积为V 的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d ，则油分子直径大小约为( )A. 4Vπd 2B.πd 24VC. 2Vπd 2D.πd 22V8. 以下说法正确的是( )A. 当两个分子间的距离为r 0(平衡位置)时，分子势能最小B. 布朗运动反应了花粉小颗粒内部分子的无规则运动C. 一滴油酸酒精溶液体积为V ，在水面上形成的单分子油膜为S ，则油酸分子的直径d =VS D. 气体的温度升高时，分子的热运动变的剧烈，分子的平均动能增加，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大9.在用公式d=V计算油膜分子大小时，式中V的物理意义是()SA. 指1mL的油酸溶液的体积B. 指一滴油酸溶液的体积C. 指一滴油酸溶液中所含纯油酸的体积D. 指一滴油酸溶液中酒精的体积10.在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是()A. 用油膜法可以精确测量分子的大小B. 油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积C. 计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格D. 实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上11.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm，按以上实验数据估算出油酸分子的直径为：(保留一位有效数字)A. 3×10−8mB. 3×10−10mC. 6×10−10mD. 6×10−12m12.在室温下水分子的平均间距约为3×10−10m，假定此时水分子是一个紧挨一个的，若使水完全变为同温度下的水蒸气，水蒸气的体积约为原来水体积的1600倍，此时水蒸气分子的平均间距最接近于A. 3.5×10−9mB. 4.0×10−9mC. 3×10−8mD. 4.8×10−7m13.下列说法正确的是()A. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B. 只要知道某物质的密度和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数C. 已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该气体分子之间的平均距离可以表示为√MρN A3D. 根据一滴油酸酒精溶液的体积V和其在水面上形成的油膜面积S，就能算出油酸分子直径d=VS二、多选题14.在用油膜法估测分子大小的实验中，若已知油滴的摩尔质量为M，密度为ρ，油滴质量为m，油滴在水面上扩散后的最大面积为S，阿伏加德罗常数为N A，那么()A. 油滴分子直径d=MρS B. 油滴分子直径d=mρSC. 油滴所含分子数N=Mm N A D. 油滴所含分子数N=mMN A15.已知阿伏加德罗常数为N A(mol−1)，某物质的摩尔质量为M(kg/mol)，该物质的密度为ρ(kg/m3)，则下列叙述中正确的是()A. 1kg该物质所含的分子个数是ρN AB. 1kg该物质所含的分子个数是1MN AC. 该物质1个分子的质量是ρN AD. 该物质1个分子占有的空间是MρN AE. 该物质的摩尔体积是Mρ16.下列四幅图的有关说法中正确的是()A. 分子间距离为r0时，分子间不存在引力和斥力B. 分子间距小于r0范围内分子间距离减小时，斥力增大引力减小，分子力表现为斥力C. 水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理D. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性E. 牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可看做是绝热变化17.(多选)为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是()A. 用注射器向量筒中滴入(100滴)油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1，则每滴溶液的体积为V2=V1100B. 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些C. 先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上D. 用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状E. 计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格三、实验题18.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，(1)某同学操作步骤如下：①取一定量的无水酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；③在浅盘内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸估测油膜的面积。
用油膜法估测分子的大小
用油膜法估测分子的大小1．“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解析：“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V )滴入水中，使之 形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体．显然，球形体的直径即为 单分子油膜的厚度d .假设单分子油膜的面积为S ，必然有d ＝VS.所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A 、B 、D. 答案：ABD2．某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于( )A ．油酸未完全散开B ．油酸溶液浓度低于实际值C ．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D ．求每滴体积时，1 mL 的溶液的滴数多记了10滴解析：由d ＝VS 知，选项A 、C 会导致油膜面积偏小，会使d 偏大；选项B 、D 会使油酸体积偏小，分子直径d 偏小． 答案：AC3．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用的酒精油酸溶液的浓度为每1000 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实－4所示，图中正方 形格的边长为1 cm.(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)(3)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 ，试写出阿伏加德罗常数的表达式． 解析：(1)为使油酸在水面上形成单分子油膜．(2)由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d ，则有180×0.61000×10－6＝120×1×10－4d解得d ≈6.3×10－10 m. (3)设阿伏加德罗常数为N A 每个分子的体积为V 0＝16π(V S )3由N A ρV 0＝M 得N A ＝6MS3πρV 3.答案：(1)见解析 (2)6.3×10－10m(6.2×10－10m ～6.4×10－10m 都对) (3)N A ＝6MS 3πρV 34．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V 油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL 该溶液滴250滴．那么1 滴溶液的体积是________mL ，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸＝________cm 3.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 分子线度值L 0＝1.12×10－10 m 作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V 溶液＝1250mL 因为V 油酸V 溶液＝1500，故1滴溶液中油酸体积为 V 油酸＝1500V 溶液＝1500×1250 cm 3＝8×10－6 cm 3据此算得3次测得L 的结果分别为1．50×10－8 cm 、1.62×10－8 cm 、1.42×10－8 cm 其平均值为L ＝L 1＋L 2＋L 33＝1.51×10－10 m 这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求． 答案：12508×10－6 1.50×10－8 1.62×10－8 1．42×10－81.51×10－10m 符合5．(2010·黄冈中学月考)“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下： ①向体积V 油＝1 mL 的油酸中加酒精，直至总量达到V 总＝500 mL ；②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴 入n ＝100滴时，测得其体积恰好是V 0＝1 mL ；③先往边长为30 cm ～40 cm 的浅盘里倒入2 cm 深的水，然后将________均匀地撒 在水面上；④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸 薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘 上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图 实－5所示，数出轮廓范围内小方格的个数N ，小 方格的边长l ＝20 mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③中应填写：___________________________________________________； (2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V ′是________mL ； (3)油酸分子直径是________m.解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉． (2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V ′＝V 0n V 油V 总＝1100×1500 mL ＝2×10－5 mL.(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约 为115个，故面积S ＝115×20×20 mm 2＝4.6×104 mm 2油酸分子直径d ＝V ′S ＝2×10－5×1034.6×104 mm≈4.3×10－7 mm ＝4.3×10－10 m. 答案：(1)痱子粉或石膏粉 (2)2×10－5(3)4.3×10－106．在研究微观世界里的物质时，通常需要借助估算和建立模型的方法．对于液体分子， 一般建立球体模型或者立方体模型来估算分子直径，而实验室中常用油膜法估测分 子直径．(1)分别写出上述估算分子直径的三种方法的最简表达式；(要求说明所使用字母的物 理意义)(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，已准备好的实验器材有：酒精油酸溶 液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸、痱子粉．①还缺少的器材有_______________________________________________________； ②已知油酸的浓度约为每104 mL 溶液中有纯油酸6 mL.用 注射器测得1 mL 上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水浅盘里，待液面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸薄膜的 轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图实－6所示，坐标纸中正方形方 格的边长为1 cm. 试求：a ．油酸薄膜的面积约是多少？b ．每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？c ．按以上实验数据估测出油酸分子的直径．解析：(1)分子构建成球体模型时，用d 表示分子直径，V 0表示单个分子的体积，V 0 ＝43π(d 2)3，d ＝ 36V 0π； 分子构建成立方体模型，V 0表示的物理意义同上，d 表示分子的边长，则有V 0＝d 3， d ＝3V 0.油膜可视为单分子油膜时，令d 表示分子直径，V 表示油膜的体积，S 表示油膜面积， 则油膜厚度等于分子直径，即d ＝VS .(2)①量筒②a.题图形状表示油膜面积的大小，采用“四舍五入”法近似处理，可数得小方格数 约为110个，油膜面积S ＝110×1 cm 2＝110 cm 2b ．1 mL 溶液为75滴，则1滴溶液的体积为175 mL ，又每104mL 溶液中有纯油酸6mL,1滴溶液即175 mL 溶液中纯油酸的体积为V ＝1/75104×6 mL ＝8×10－6 mL.c ．油酸分子直径d ＝V S ＝8×10－6×10－6110×10－4m ≈7.27×10－10 m. 答案：见解析。
原创1：实验十二 用油膜法估测分子的大小
可以估算出铁原子的直径约为 4.49×10－8m÷48＝9.4×10－10m。
[答案](2)9.4×10－10
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：
考查数据处理与误差分析 【解析】
(1)数油膜的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格
的舍去，得到估算出油膜的面积是S＝格数×2 cm×2 cm
＝252 cm2。溶液浓度为1/1 000，每滴溶液体积为1/100
mL,2滴溶液中所含油酸体积为V＝2×10－5cm3。油膜厚度 即油酸分子的直径是d＝V/S＝8×10－10m。
一、实验目的(是什么) 1．估测油酸分子的大小。 2．学会间接测量微观量的原理和方法。
二、实验原理(是什么)
利用油酸酒精溶液在平静的水面上形 成单分子油膜(如图所示)，将油酸分 子看做球形，测出一定体积油酸酒精
溶液在水面上形成的油膜面积，用d＝V/S计算出油膜的 厚度，其中V为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，S为
面积约为S＝70×25×25×10－6 m2 ≈4.4×10－2 m2
一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
V＝510×10.0060×10－6 m3＝1.2×10－11 m3，
油酸分子的直径约等于油膜的厚度
d＝VS＝14..24××1100－－121 m≈2.7×10－10 m。
(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一 滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油 膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？ 请写出你分析的原因： _______________________________________________ _______________________________________________。
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选修3-3 实验八用油膜法估测分子的大小
1．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：
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S.
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，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．
D．用公式d＝V
S求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完全，请指出：
①____________________________________________________________________
②___________________________________________________________________
(2)上述实验步骤的合理顺序是________．
解析：(1)①C步骤中，要在水面上均匀地撒上石膏粉或痱子粉．
②实验中，要有步骤F：用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴
地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数．
(2)合理顺序为CFBAED
答案：(1)见解析(2)CFBAED
2．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：
(1)________________(需测量的物理量自己用字母表示．)
(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定
后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图实－8－3所示．(已
知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时半个以上方
格面积记为S，不足半个的舍去)则油膜面积为________．
(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝____________.
解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V.
(2)利用补偿法，可查得面积为8S.
(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V ′＝V N ×n m ＋n
，油膜面积S ′＝8S ， 由d ＝V ′S ′，得d ＝nV 8NS (m ＋n )
. 答案：(1)见解析 (2)8S (3)nV 8NS (m ＋n )
3. 油酸酒精溶液的浓度为每1000 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
的形状如图实－8－4所示．若每一小方格的边长为25 mm ，试问：
(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型，让油酸尽
可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______油膜，这层油膜的厚度可视为 油酸分子的________．图实－8－4中油酸膜的面积为________m 2；每一滴油酸酒精 溶液中含有纯油酸体积是________m 3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径 是________m ．(结果保留两位有效数字)
(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm 的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形 成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？ 请写出你分析的原______________________________________________________ _______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________. 解析：油膜面积约占70小格，面积约为S ＝70×25×25×10－6 m 2≈4.4×10－2 m 2，
一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V ＝150×0.61000
×10－6 m 3＝1.2×10－11 m 3，油酸分子的直径约等于油膜的厚度
d ＝V S ＝1.2×10－11
4.4×10－2 m ≈2.7×10－10 m. 答案：(1)球体 单分子 直径 4.4×10－2 1．2×10－11 2.7×10－10
(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张；②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩
4．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V ，配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1∶500，1 mL 油酸溶液50滴，那么一滴溶液的体积是_______mL ，所以一滴溶液中油酸体积为V ＝_______ cm 3.
若实验中测得的结果如下表所示，请根据所给数据填写空白处的数值，并与公认的油酸分子直径值d 0＝5.12×10
－10m 作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.
解析：1滴溶液的体积V 溶液＝
150 mL ， 其中含油酸体积
V ＝1500
V 溶液＝4×10－5cm 3， 据此算出3次测得的d 值分别为
d 1≈7 .43×10－8cm ，d 2≈7.34×10－8 cm ，
d 3≈7.10×10－8cm ，其平均值
d ＝d 1＋d 2＋d 33
＝7.29×10－8cm ＝7.29×10－10m ， 这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求．
答案：150
4×10－5 0.743 0.734 0.710 7.29×10－10 m 符合 5．利用油膜法可以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，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－
3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2.油的摩尔质量M ＝0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，只需要保留一位有效数字，那么：
(1)该油分子的直径是多少？
(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 的值是多少？(先列出计算式，再代入数据计算)
解析：(1)由d ＝V S
可得： d ＝0.5×10－3×10－6
0.7
m ≈7×10－10 m (2)每个油分子的体积V 0＝16
πd 3
油的摩尔体积V mol ＝M ρ
假设油是由油分子紧密排列而成的，有：
N A ＝V mol V 0＝6M πρd 3
代入数据可得N A ≈6×1023 mol －1. 答案：(1)7×10－10 m (2)见解析。