1.2实验:用油膜法估测油酸分子的大小 同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册
2026-07-01
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 2. 实验:用油膜法估测油酸分子的大小 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 物体是由大量分子组成的 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.34 MB |
| 发布时间 | 2026-07-01 |
| 更新时间 | 2026-07-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58593106.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦“油膜法估测分子大小”实验,通过基础填空-应用计算-综合分析三层设计,构建从实验原理到误差评估的完整知识巩固路径,培养科学探究与模型建构能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|实验原理(分子模型、器材、步骤)|以填空形式巩固核心概念,如油膜类型、分子简化模型,强化物理观念|
|应用层|数据处理(体积计算、面积估算)|通过选择(步骤正误判断)和计算(分子直径公式应用)提升科学推理能力|
|综合层|误差分析与模型评估(理想化假设、操作误差影响)|结合图像(油膜轮廓面积估算)和误差分析(操作错误对结果影响)培养科学论证能力|
内容正文:
779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5
779038077———理解为王——物理快乐学 2 / 5
1.2 实验:用油膜法估测油酸分子的大小
实验思路
1.把1滴油酸滴在水面上,油酸分子(C17H33COOH)中的羧基—COOH对水有较强的亲合力,烃基C17H33—对水没有亲合力而冒出水面,因此,油酸分子会一个个地直立在水面上形成______油膜。
2.尽管油酸分子有着复杂的结构和形状,分子间也存在着间隙,但在估测其大小时,可以把它简化为球形处理,并认为它们紧密排布(如图)。测出油膜的厚度d,它就相当于分子的______。
3.为了使油酸充分展开,获得一块______油膜,需要将油酸在酒精中______后再滴入水中,溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,从而获得纯油酸形成的油膜。可以粗略地认为,油膜的厚度d等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与______之比。
4.实验器材:
油酸、酒精、注射器、烧杯、______、清水、带有坐标方格的玻璃板、彩笔、爽身粉。
物理量的测量
5.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。
配制一定浓度的油酸酒精溶液。用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度读取该段溶液的_______,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的_______。用它们的总体积除以总滴数,得到1滴油酸酒精溶液的体积,再计算其所含纯油酸的体积V。
6.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S。
(1)在浅盘里盛上水,将爽身粉均匀地撒在水面上。然后,用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液,油酸立即在水面散开,形成一块油膜。待油膜形状稳定后,将事先准备好的带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状。
(2)根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,计算轮廓范围内正方形的个数,_____的舍去,_____的算一个。然后,把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S。
备考训练一:
1.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)以下说法正确的是________
A.图示油膜形状是由于撒粉太少引起的
B.按图示油膜面积进行计算,测得油酸分子直径偏大
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,测得油酸分子直径偏大
(2)测得一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内正方形的个数,整格的为个,多于半格不足整格的数量为个,已知每格的面积为S,则油酸分子的直径为________。
2.在油膜实验中,均匀撒痱子粉有利于形成______________,便于记录数据。将一滴体积为V的油酸酒精溶液滴入水中油膜充分散开后面积为S,溶液的浓度为n,估算该油酸分子的直径为_____________。
3.在“用单分子油膜估测分子大小”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在蒸发皿中盛一定量的水,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,用透明的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40cm2,则估测出油酸分子的直径为__________.
4.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40cm的浅盘里倒入约2cm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,待油膜形状稳定;
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1cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得l cm3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 m2
由此估算出油酸分子的直径为___ ___m.(结果保留l位有效数字)
5.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,用移液管量取 油酸,倒入标注 的容量瓶中,再加入酒精后得到 的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中 的刻度,再用滴管取配好的溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。坐标格的小正方形大小为 。
(1)该实验体现了理想化模型的思想,实验中我们的理想假设有( ) 。
A.把油酸分子视为球形
B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C.油酸分子是紧挨着的没有空隙
D.油酸不溶于水
(2)由图可以估算出油膜的面积是( ) (结果保留两位有效数字)。
(3)由此估算出油酸分子的直径是( ) (结果保留一位有效数字)。
(4)关于本实验,下列说法正确的是( )。
A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸,目的是让油酸尽可能散开,形成单分子油膜
B.若油酸没有充分散开,油酸分子直径的计算结果将偏小
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,油酸分子直径的计算结果将偏大
D.在向量筒中滴入 油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,油酸分子直径的计算结果将偏小
6.(1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,实验简要步骤如下:
A.用公式,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小
B.用浅盘装入约2 cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
C.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
D.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
E.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
F.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
上述实验步骤的合理顺序是________
(2)以上实验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,则可求得:油酸分子的直径是________m(该空结果保留一位有效数字);
(3)下列操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是( )
A.配制好的油酸酒精溶液放置太久
B.在计算油膜面积时,把凡是不足一格的格数都舍去
C.在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积时,少数了一滴
7.在“油膜法估测分子直径”的实验中,我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)如图反映实验中的4个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示);
(2)待水面稳定后,测得1滴油酸酒精混合溶液所形成的油膜的形状如图所示。已知油酸酒精混合溶液的浓度为0.1%,用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0mL为止,恰好滴了50滴。坐标中正方形小方格的边长为20mm,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是________m。(结果保留一位有效数字)
(3)(单选)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做该实验,但都发生了操作错误。这三位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏大的是________。
A.甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液
B.乙在求每滴油酸体积时,1mL的溶液的滴数多记了1滴
C.丙在实验时,发现油膜的形状如图所示,然后按此油膜正常计算直径
8.在“油膜法估测分子直径”的实验中,我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)该实验体现了理想化模型的思想,下列说法中不属于本实验的理想假设的是( )
A.把油酸分子简化为球形
B.认为油酸分子紧密排列,油酸在水面上形成单分子油膜
C.油酸不溶于水
(2)如图是实验的部分操作步骤,下列说法正确的是( )
A.图中的操作步骤顺序是:丙→丁→乙→甲
B.油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验
C.往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓
(3)关于实验误差,下列说法正确的是( )
A.撒石膏粉过厚,油膜未充分展开,导致分子直径测量值偏大
B.计算油膜面积时,未计入所有边缘不满格面积,导致分子直径测量值偏小
C.若未等油酸完全扩散即描绘轮廓,油膜面积S偏小,直径测量值偏大
D.用量筒测出1mL溶液的滴数时,多数了滴数,导致计算出的分子直径偏大
9.同学们在做估测油酸分子大小的实验,具体操作如下:
①取体积为1.0mL的油酸注入容积为1000mL的空容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到800mL的刻度为止,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,达到1.0mL时恰好滴了100滴;
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将细爽身粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面上滴一滴溶液,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,在玻璃板上绘出油膜轮廓的形状;
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上,如图所示。
(1)利用实验操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液中含纯油酸体积为______,一滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为______,求得的油酸分子直径为______(保留两位有效数字)m。
(2)某同学在该实验中测得的油酸分子的直径数据偏大,可能的原因是______。
A.水面上爽身粉撒的较多,油酸膜没有充分展开
B.求每滴溶液体积时,1ml的溶液的滴数多记了几滴
C.实验中配置的油酸酒精溶液经长时间放置后再进行后面实验
D.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
(3)若实验中测得油酸分子直径为d,油酸的摩尔质量为M,油酸的密度为ρ,可以求出阿伏伽德罗常数为______。
10.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下:
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓中的方格数(正方形小方格的边长为2cm),求油膜面积S(如图所示)
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,将玻璃板放在盘上,用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上
C.向浅盘中装入约2cm深的水,并撒上痱子粉或细石膏粉
D.用所学公式求出油膜厚度,即油酸分子的直径
E.在1mL纯油酸中加入酒精,至油酸酒精溶液总体积为1000mL,
F.用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,测得60滴溶液体积为1mL。
(1)上述实验步骤的合理顺序是:E______
(2)根据上述数据,每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL;(保留2位有效数字)
(3)根据上述数据及图中的面积,估测出油酸分子的直径是______m;(保留2位有效数字)
(4)在浅盘中的水面上撒上痱子粉,将1滴油酸酒精溶液滴入水中后,下列现象或判断正确的是( )
A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些
B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定
(5)关于本实验下列说法正确的有( )
A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸,目的是让油酸尽可能散开,形成单分子油膜
B.若油酸没有充分散开,油酸分子直径的计算结果将偏小
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,油酸分子直径的计算结果将偏大
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,油酸分子直径的计算结果将偏小
E.结束实验时,需要将水从浅盘的一角倒出,在这个角的边缘会遗留少许油酸。为了保持浅盘的清洁,不影响下次使用,可以用适量清水清洗,并用脱脂棉擦去。
(6)该实验体体现了理想化模型的思想,实验中我们的理想假设有______。
A.把油酸分子视为球形 B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C.油酸分子是紧挨着的没有空隙 D.油酸不溶于水
11.测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。
(1)在“用油膜法估测分子的大小”实验中,采用了三条理想化假设分别是将油膜看成________;不考虑各油酸分子间的________;将油酸分子看成________。
(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是:________。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.对油酸溶液起到稀释作用
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液,实验室配备的器材有:面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升)、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10-10 m,则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为_______%(保留两位有效数字)。
12.油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中含有油酸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1mL,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中,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∶
(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直径。
(2)图中油酸膜的面积为___________m2;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)
(3)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.计算油酸模面积时,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
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每个知识点两个按照2-3-3练习(简、中、难——多为期中、期末、高考真题)——全面掌握
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参考答案
1.(1)B
(2)
【详解】(1)A.撒粉太少会导致油膜扩散时没有足够阻力,可能扩散得过大甚至溢出,或者边界模糊不清;而图中油膜呈现“尖刺”、“星芒”状,通常是撒粉太多或不均匀,导致油膜在局部被阻挡,无法均匀铺展,从而形成这种不规则形状,故A错误;
B.按图示油膜面积计算时,测量的面积比实际油膜的面积会更小,根据
可知测得油酸分子直径偏大,故B正确;
C.油酸酒精溶液放置长时间后使用,因为酒精的挥发,在溶液中的油酸浓度会偏大,油酸的体积会偏大,但实际计算时仍按原来的浓度计算,则计算所用的油酸体积偏小,根据
可知测得油酸分子直径偏小,故C错误。
故选B。
(2)多于半格不足整格的按整格计算,故总的格子数为,则总面积为
则油酸分子直径为
2. 油酸分子层在水中边界清晰的轮廓
【详解】[1][2]在油膜实验中,均匀撒痱子粉有利于形成油酸分子层在水中边界清晰的轮廓,便于记录油酸分子层的面积。纯油酸的体积
油酸分子直径
3. 在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上痱子粉 1.2×10-9m
【详解】试题分的:实验原理为通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积,然后将此溶液1滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜的面积.则用此溶液的体积除以其的面积,恰好就是油酸分子的直径;根据浓度和一滴溶液的体积相乘得到纯油酸的体积,用此纯油酸的体积除以其的面积,就是油酸分子的直径.
(1)②要测出一滴油酸酒精溶液的体积,即在量筒中滴入N滴溶液,测出其体积为V,则一滴该溶液的体积为;
③为了使一滴油酸酒精溶液散开后界面比较清晰,要在水面上先撒上痱子粉.
(2)1滴酒精油酸溶液的体积为V0=4.8×10-3ml,由油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,可得1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为V=0.1%V0;在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积 S=40×10-4m2,所以油酸分子直径
4.(1) ④①②⑤③(2)5×10-10m
【详解】(1)[1]由实验要求可知,实验的步骤是先配溶液,然后再将痱子粉放入水中,将液滴滴入水中,描绘轮廓,计算面积,因此是④①②⑤③;
(2)[2]根据题意可得
5.(1)ABC
(2)
(3)
(4)AC
【详解】(1)ABC.实验中的理想假设有:把油酸分子看成球形、让油膜尽可能散开形成单分子层,不考虑分子间隙,故ABC正确;
D.油酸本身不溶于水,不属于实验的理想假设,故D错误。
故选ABC。
(2)估算油膜面积时按超过半格为一个计数格,小于半格的舍去的原则,图中共有60个计数格,每个格的面积为 ,则油膜的面积
(3)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
盛水浅盘中滴下2滴溶液形成油膜,所以油酸分子的直径为
(4)A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸,目的是让酒精挥发后油酸尽可能散开,形成单分子油膜,故A正确;
B.若油酸没有充分散开,油膜面积偏小,油酸分子直径的计算结果将偏大,故B错误;
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,油膜面积偏小,则油酸分子直径的计算结果偏大,故C正确;
D.在向量筒中滴入 油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,计算的一滴油酸酒精溶液中油酸的体积偏大,则油酸分子直径的计算结果将偏大,故D错误。
故选AC。
6.(1)BDCEFA/DCBEFA
(2)
(3)A
【详解】(1)实验步骤的合理顺序应为:首先准备油酸酒精溶液D,然后计算溶液中纯油酸的体积C,接着进行实验操作B、E、F,最后计算分子大小A。而B实验操作也可提前到第一步,因此,合理的顺序是BDCEFA或DCBEFA。
(2)通过数方格的方法计算油膜面积,不足半个的舍去,多于半个的算一个,得到油膜面积
根据油酸酒精溶液的浓度和滴数计算1滴溶液中纯油酸体积
用公式计算解得
(3)A.配制好的油酸酒精溶液放置太久,可能导致溶液浓度变化,使得计算的纯油酸体积偏小,从而导致分子直径偏小,故A正确;
B.B选项操作会使计算得到的油膜面积偏小,测得的分子直径偏大;故B错误;
C.C选项操作会使计算得到的一滴油酸酒精溶液体积偏大,进而算出的纯油酸体积偏大,测得的分子直径偏大,故C错误。
故选A。
7.(1)dacb
(2)
(3)C
【详解】(1)油膜法的标准操作顺序是:先用滴管向量筒中滴溶液,记录滴数,确定每滴溶液体积(d)。然后在浅盘里装水,撒痱子粉(或石膏粉)(a),之后用滴管将油酸酒精溶液滴在水面上,形成油膜(c),最后待油膜稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用笔描绘出油膜轮廓(d),所以顺序是:dacb。
(2)一滴溶液中纯油酸的体积
油膜的面积为
油酸分子的直径
(3)A.甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液,酒精挥发导致溶液浓度增大,浓度的测量值偏小,油膜体积的测量值偏小,分子直径的测量值偏小,故A错误;
B.乙在求每滴油酸体积时,1mL的溶液的滴数多记了1滴,油膜体积的测量值偏小,分子直径的测量值偏小,故B错误;
C.丙在实验时,发现油膜的形状如图所示,油酸酒精溶液没有散开,油膜面积的测量值偏小,分子直径的测量值偏大,故C正确。
故选C。
8.(1)C
(2)B
(3)AC
【详解】(1)油膜法的理想假设是:1、把油酸分子看作球形;2、油膜是单分子层,且分子紧密排列。
故选C。
(2)A.实验操作顺序为丙(记录滴数)→乙(撒粉)→丁(滴油酸溶液)→甲(描绘轮廓),故A错误;
B.油酸酒精溶液久置后酒精会挥发,浓度改变,不能搁置太久,故B正确;
C.滴入溶液后需等油膜稳定再描绘轮廓,故C错误。
故选B。
(3)A.根据可知,撒粉过厚,油膜未充分展开,面积S偏小,d偏大,故A正确;
B.未计入边缘不完整方格,S偏小,d应偏大,故B错误;
C.未等油膜稳定就描绘轮廓,S偏小,d偏大,故C正确;
D.多数了滴数,每滴油酸的体积V偏小,d偏小,故D错误。
故选AC。
9.(1)
(2)A
(3)
【详解】(1)[1]油酸酒精溶液浓度为
1mL溶液共100滴,因此一滴溶液中纯油酸体积
[2]数方格时,超过半格计1格、不足半格舍去,共约130格,每格面积为,因此油膜面积
[3]油膜法认为分子单层排列,直径
代入得
(2)A.油膜没有充分展开,测得的面积偏小,因此偏大,故A正确;
B.1mL溶液滴数多记,计算得到的每滴纯油酸体积偏小,因此偏小,故B错误;
C.溶液长时间放置,酒精挥发使实际浓度偏大,实际油膜面积比计算值对应面积更大,计算得偏小,故C错误;
D.把不完整方格算作完整方格,计算得到的面积偏大,因此偏小,故D错误;
故选A。
(3)油酸的摩尔体积
将油酸分子视为球体,单个分子体积
阿伏伽德罗常数
代入得
10. FCBAD A AC ABC
【详解】(1)[1]上述实验步骤的合理顺序是:EFCBAD。
(2)[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
(3)[3]由于每格边长为2cm,则每一格就是4cm2,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出60格,则油酸薄膜面积为
S=60×4cm2=2.4×10-2m2
由于分子是单分子紧密排列的,因此分子直径为
(4)[4]油酸酒精溶液没有完全展开前,油酸分子间所夹的酒精分子,即没与水接触,也没与空气接触,但是却增大了油酸的体积。使得展开后的面积较大,而一旦展开后,酒精分子溶于水或挥发,则油酸分子要填补原来酒精分子留下的空隙,所以油酸形成的油膜的面积又会略有收缩,A正确,B错误。
故选A。
(5)[5]A.计算时利用的是纯油酸的体积,酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜,自身溶于水或挥发掉,使测量结果更精确,所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸,目的是让油酸尽可能散开,形成单分子油膜,故A正确;
B.计算油酸分子直径的公式是,V是纯油酸的体积,S是油膜的面积。水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分散开,则测量的面积S偏小,导致结果计算偏大,故B错误;
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,S将偏小,故得到的分子直径将偏大,选项C正确;
D.计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时,滴数少数了几滴,浓度升高,则d偏大,选项D错误。
E.油酸不溶于水,应用酒精清洗,E错误。
故选AC。
(6)[6]在“用油膜法估测分子的大小”实验中,实验中理想假设有: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;油酸本身不溶于水,不是理想假设。故ABC正确,D错误。.
故选ABC。
11. 单分子油膜 间隙 球形 B 0.11
【详解】(1)[1][2][3]计算分子直径是根据体积与面积之比,所以需将油膜看成单分子层油膜,不考虑各油酸分子间的间隙,将油酸分子看成球形;
(2)[4]实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液对油酸起到稀释作用,酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度,使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠,更能保证其形成单层分子油膜,也就是为了减小系统误差,B正确,ACD错误。
故选B。
(3)[5]根据题意可知,形成的油膜的面积不能超过蒸发皿的面积,当油膜面积等于蒸发皿的面积时,油酸酒精溶液浓度最大。一滴溶液中油酸的体积
V0=dS=10-10 m×0.22 m2=2.2×10-11 m3
一滴油酸酒精溶液的体积
则此油酸酒精溶液的浓度为
12. 球体 单分子 4.4×10-2 2.7×10-10 ACD
【详解】(1)[1][2]这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
(2)[3]大半个记1个,少半个记0。图中油酸膜的面积为
[4]1滴溶液中油酸的体积为
油酸分子的直径是
(3)[5] 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,根据 ,体积偏大,直径偏大,A正确;
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,使得S偏大,根据,直径偏小,B错误;
C.大半个记1个,少半个记0,计算油酸模面积时,只数了完整的方格数,使得S偏小,根据,直径偏大,C正确;
D.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开,使得S偏小,根据,直径偏大,D正确。
故选ACD。
参考答案:
1.单分子层 2.直径 3. 单分子层 稀释 油膜的面积
【解析】1.把1滴油酸滴在水面上,油酸分子(C17H33COOH)中的羧基—COOH对水有较强的亲合力,烃基C17H33—对水没有亲合力而冒出水面,因此,油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子层油膜。
2.尽管油酸分子有着复杂的结构和形状,分子间也存在着间隙,但在估测其大小时,可以把它简化为球形处理,并认为它们紧密排布,测出油膜的厚度d,它就相当于分子的直径。
3.[1][2][3]为了使油酸充分展开,获得一块单分子层油膜,需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中,溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,从而获得纯油酸形成的油膜。可以粗略地认为,油膜的厚度d等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与油膜的面积之比。
4.量筒
【详解】在 “用油膜法估测分子的大小” 实验中,需要用量筒来量取油酸和酒精,以配制一定浓度的油酸酒精溶液,从而计算出一滴溶液中纯油酸的体积 ,所以此处应填量筒。
5. 总体积 总滴数 6. 不足半个 多于半个
【解析】5.[1][2]配制一定浓度的油酸酒精溶液。用注射器吸取一段油酸酒精溶液,由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积,再把它一滴一滴地滴入烧杯中,记下液滴的总滴数。
6.[1][2]根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,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。然后,把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到油膜的面积S。
每个知识点两个按照2-3-3练习(简、中、难——多为期中、期末、高考真题)——全面掌握
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