2018－2019学年高中物理 第一章 分子动理论 课时跟踪检测（二）测量分子的大小（含解析）粤教版选修3-3

测量分子的大小1采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是()A1滴油酸的质量和它的密度B1滴油酸的体积和它的密度C1滴油酸的体积和它散成油膜稳定时的面积D所散成的油膜的厚度和它的密度解析：选C油膜法估测分子直径的原理为：d，只需测量1滴油酸的体积和它散成油膜稳定时的面积(单分子油膜的面积)，则C正确。2下列说法不是用油膜法粗测分子直径实验依据的是()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解析：选C该实验的原理就是将油分子视为球形，且认为是一个一个紧挨着单层分布，即不考虑分子间的间隙。即C不正确。3在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，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，则测得油分子的直径大约为()A. B.C. D.解析：选A 因是圆形油膜，故油膜面积SD2，又VdS可知答案为A。4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，水面上形成的单分子油膜面积为S，这滴油酸中的油酸分子数为N，阿伏加德罗常数为NA，则下述表达式近似正确的是()AVND3 BSND2CVNADS DSNAD2解析：选A 油酸分子的体积V0D3，所以这滴油酸(共有N个分子)的体积VNV0ND3，故A正确，C错误；一个油酸分子所占面积S0D2，所以含有N个分子的这滴油酸油膜的面积SNS0ND2，故B、D错误。5用油膜法测出分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的()A摩尔质量 B摩尔体积C体积 D密度解析：选B假设油酸分子为球形，则每个分子的体积V()3，则NAVmol/V。由以上两式可求出NA，故应选B。6某同学在“用油膜法测量分子的大小”实验中得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏小，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是()A错误地将酒精油酸溶液的体积直接作为油酸的体积进行B计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C计算油膜面积时，只数了完整的方格数D水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开解析：选B设坐标纸上每一个小方格的面积为S0，所画轮廓内的方格数为n，则分子的直径d。由此可知A、C、D都将使测量结果偏大，计算油膜面积时，若将不完整的方格作为完整方格处理会导致油膜面积偏大，从而使所测分子直径偏小，故选B。7英国星期日泰晤士报2009年11月23日报道，英国多座教堂正利用名为“聪明水纳米技术”对抗在教堂屋顶偷盗金属饰品的“飞贼”。“聪明水”在特殊的紫外线仪器下可见，在教堂顶部涂抹“聪明水”就好比给教堂屋顶涂上一层“纳米油漆”，警方借助这层肉眼看不见的油漆，将“飞贼”捕获。若已知n滴“纳米水”的总体积为V，每滴形成的单分子膜面积为S，这种“纳米水”的摩尔质量为，密度为，则每个纳米水分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为()Ad，NA Bd，NACd，NA Dd，NA解析：选C纳米水分子的直径为d，把纳米水分子看成球体，则有：NA3，解得NA，故A、B、D错误，C正确。8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9“用油膜法估测分子的大小”的实验利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜，估测分子大小。实验步骤如下：将5 mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中，盖上盖并摇动，使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液，读出该溶液的体积为N mL。用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中，记下当杯中溶液到达1 mL时的总滴数n。在边长约40 cm的浅盘里倒入自来水，深约2 cm，将少许石膏粉均匀地轻轻撒在水面上。用滴管往盘中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是该滴中的油酸就在水面上散开，形成油酸薄膜。将平板玻璃放在浅方盘上，待油酸薄膜形成稳定后可认为已形成单分子层油酸膜。用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上。取下玻璃板放在方格子上，量出该单分子层油酸膜的面积S cm2。在估算油酸分子大小时，可将分子看成球形。用以上实验步骤中的数据和符号表示，油酸分子的半径r_。解析：由得油酸酒精溶液中的油酸浓度为；由得1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为V mL；弄清各步骤的意义，得：油酸分子的半径r cm。答案： cm10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n，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为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)测得油膜占有的小正方形个数为m。(1)用以上字母表示油酸分子的大小d_。(2)从上图中数得油膜占有的小正方形个数为m_。解析：(1)从题意知道：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：Vn油膜面积为Sma2又VSd，所以d。(2)计算方格数时，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个；方格边长的单位越小，这种方法求出的面积越精确。利用数格子的方法可知m57。答案：(1)(2)5711一种油的密度为，摩尔质量为M。取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴。将其中一滴滴在广阔水面形成面积为S的单分子油膜，则阿伏加德罗常数为多少？解析：设单分子油膜的厚度即油分子的直径为d，阿伏加德罗常数为NA，则每个油分子的体积为V0d3因每一滴油的体积不变，所以Sd又每一滴油的分子数相同，所以NA联立以上三式可得NA答案：12用油膜法估测分子的大小，方法及步骤如下：向体积V油1 mL油酸中加酒精，直至总量达到V总500 mL。用注射器吸取中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n100滴时，量筒内溶液体积增加1 mL。先往边长3040 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，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。将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内正方形的个数N，正方形边长l20 mm。根据以上信息，回答下列问题(有数值计算的问题，先用信息中字母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果)(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V纯是多少？(2)油酸分子直径是多少？解析：(1)油酸酒精溶液的浓度为，每滴溶液的体积 ml1102 mL。则1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V纯1102 mL2105 mL。(2)由题图知油膜占有的格数为116个，则油膜面积是S116(2102)2 m24.64102 m2，所以油酸分子的直径d4.31010 m。答案：(1)2105mL(2)4.31010 m- 5 -