《人教版（2019）高中物理选择性必修第三册同步练习》第二节用油膜法估测油酸分子的大小 答案与解析

3.0 envi 2025-02-17 19 4 84.11KB 8 页 3知币
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1．在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶
液中所含纯油酸的体积为 V，之后又进行了下列操作，其中错误的是（　　）
A．向浅水盘中倒入约 2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
B．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 S，再根据 d＝ 估算出油酸
分子的直径
【分析】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出 1滴此溶液的体积。然后将 1滴此溶液滴在有
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 1滴此溶液的体积除以 1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径。
【解答】解：“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备浅水盘→配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积 v
＝ →形成油膜→描绘油膜边缘→计算分子直径；
A、向浅水盘中倒入约 2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，故 A正确；
B、将一滴油酸溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，并不是纯油酸，故 B错误；
C、将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上，故 C正确；
D、将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积 S，再根据 d＝ 估算出油酸
分子的直径，故 D正确。
本题选择错误的；
故选：B。
2．利用油膜法可估测分子的大小，关于实验中油膜面积的测量方法，下列说法正确的是（　　）
A．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即用刻度尺去测量油膜的面积
B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积
C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画到玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的
面积
D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开稳定后，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然
后再利用坐标纸去计算油膜的面积
1
【分析】明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理：认为油酸分子是紧密排列的，而且形成
的油膜为单分子油膜，液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，
然后用坐标纸计算油膜的面积。然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油
膜面积厚度即为油酸分子直径。
【解答】解：油酸酒精液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮
廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积，由于油膜不规则，无法用刻度尺去量油膜的
面积，故 ABC 错误，D正确。
故选：D。
3．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 10﹣m B．5×10 10﹣m C．2×10 9﹣m D．5×10 9﹣m
【分析】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，
估算出油膜面积，从而求出分子直径。
【解答】解：一滴油酸的体积为：V0＝×10 6﹣m3＝1×10 10﹣m3
油酸分子的直径为：d＝ ＝ ＝5×10 10﹣m
故选：B。
4．“用油膜法估测分子的大小”实验中，在以下选项中，哪个不是本次实验的科学依据？（
　）
A．将油膜看成单分子油膜
B．将油膜分子近似看成球体或正立方体
C．考虑了各油酸分子间的间隙
D．油膜的体积等于总的分子体积之和
【分析】明确“用油膜法估测分子的大小”实验的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面
上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度。
【解答】解：在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是： ①油膜是呈单分子
分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙，由此可知 C错误，ABD 正确。
题目要求选不是的，故选：C。
2
5．油酸的摩尔质量 M＝0.283kg•mol 1﹣，密度 ρ＝0.895×103kg•m 3﹣、则每个油酸分子的体积为
5×10 28﹣
　 m3，若 125 滴油酸的体积为 1ml，则 1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约 　 8
m2．（取 NA＝6.02×1023mol 1﹣，球的体积 V与直径 D的关系为 v＝πD3，结果保留一位有效数
字）
【分析】依据摩尔质量与密度，从而求得摩尔体积，结合阿伏加德罗常数NA，进而求解每个油
酸分子的体积；
先求出油酸的物质的量，然后再求出油酸分子的个数；根据体积公式求出油酸分子直径，然后
再估算出油膜的面积。
【解答】解：因油酸的摩尔质量 M＝0.283kg•mol 1﹣，密度 ρ＝0.895×103kg•m 3﹣，
那么油酸的摩尔体积为：V＝ ＝ m3﹣/mol 1﹣＝0.316×10 3﹣m3﹣/mol 1﹣
则每个油酸分子的体积为：V0＝ ＝ m3＝5.25×10 28﹣m3≈5×10 28﹣m3
1滴油酸的质量为：m＝ρV＝0.895×103kg/m3× ×1×10 6﹣m3＝7.16×10 6﹣kg，
1滴油酸分子的个数：N＝NA＝×6.02×1023＝1.5×1019 个，
一个油酸分子体积：V0＝πD3，
解得：D＝ ＝ ≈10×10 10﹣m，
油膜的面积约为：S＝ ＝ m2＝8 m2；
故答案为：5×10 28﹣，8。
6．（1）如图所示的四个图反映“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　 dacb 　 （用标号表示）。
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