课时梯级训练(2) 实验：用油膜法估测油酸分子的大小（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(2)　实验：用油膜法估测油酸分子的大小 1．(多选)在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，所用油酸酒精溶液的质量百分浓度为η，质量为m的油酸酒精溶液有n滴，且纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。现取一滴溶液滴入撒有爽身粉的浅水盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为1 cm的坐标纸上，算出油膜的面积S。关于本实验，下列说法正确的是(　　) A．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 B．油酸分子直径为 C．一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为NA D．油膜的面积可以通过在坐标纸上数油膜轮廓内格子的数量得到 BCD　解析：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，A错误；将油酸分子看作球体且一个一个地单层排列，忽略空隙，油酸分子直径为，B正确；一滴油酸酒精溶液中纯油酸的摩尔数为，一滴油酸酒精溶液中所含油酸分子个数为NA，C正确；在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以1 cm2作为油膜的面积，D正确。 2．(2024·浙江杭州模拟)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中： (1)下列说法正确的是________。 A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，观察注射器上的体积变化 B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合均匀，再滴入一滴油酸酒精溶液 C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径 D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布 (2)①若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 ②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (3)某次实验中将1 mL的纯油酸配制成5 000 mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1 mL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，每格边长是0.5 cm，根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为________m(保留1位有效数字)。 答案：(1)D　(2)①偏大　②偏小　(3)7×10－10 解析：(1)测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，至少要测量50滴到100滴油酸酒精溶液的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，A错误；测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，使用爽身粉才能看出油膜的轮廓，在水中加入红墨水后混合均匀不能看出油膜的轮廓，B错误；实验时只是把油酸分子看作是球形的理想模型，实际的油酸分子不是球形的，因此通过计算得到的只是将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径，C错误；计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，D正确。 (2)①若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，根据d＝则计算得到的油酸分子直径将偏大； ②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，在溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小。 (3)一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 V＝× mL＝2.5×10－6 mL 油膜的面积为 S＝140×0.5×0.5 cm2＝35 cm2 分子直径 d＝＝ m≈7×10－10 m。 3．(2024·河北承德高二检测)(1)如图甲所示，反映了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是__________(用符号表示)。 (2)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 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，画出油膜的形状，如图乙所示。坐标纸中正方形方格的边长为1 cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是__________m。(保留1位有效数字) (3)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________。 A．1 kg油酸所含分子数为ρNA B．1 m3油酸所含分子数为 C．1个油酸分子的质量为 D．油酸分子的直径约为 (4)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这三位同学的操作错误导致实验测得的油酸分子直径偏小的是________。 A．甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些 B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大 C．丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些 答案：(1)bcad　(2)6×10－10　(3)B　(4)BC 解析：(1)用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→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bcad。 (2)图中油膜中大约有136个小方格，则油酸膜的面积为 S＝136×12 cm2＝136 cm2 每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 V0＝× m3＝8×10－12 m3 则油酸分子的直径为 d＝＝ m≈6×10－10 m。 (3)1 kg油酸所含分子数为n＝NA＝，A错误；1 m3油酸所含分子数为n＝·NA＝，B正确；1个油酸分子的质量为m0＝，C错误；设油酸分子的直径为d，则有π()3＝，解得d＝，D错误。 (4)根据d＝，甲在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，则甲同学实际配置的油酸酒精溶液浓度偏小，则导致每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积测量值偏大，分子直径的计算结果偏大，A错误；乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的大，则代入计算的每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积偏小，分子直径的计算结果偏小，B正确；丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致计算的面积比实际面积大一些，则分子直径的计算结果偏小，C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$