2019年高中物理 1.2 测量分子的大小知能演练 粤教版选修3-3.doc

2019年高中物理 1.2 测量分子的大小知能演练 粤教版选修3-31利用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是()A一滴油的质量和它的密度B一滴油的体积和它的密度C一滴油的体积和它散开成油膜的最大面积D所形成油膜的厚度和它的密度解析：由实验原理d，可知C正确答案：C2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d大约为()A.B.C. D.解析：因是圆形油膜，故油膜面积SD2.又VdS，可得答案A.答案：A3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：假设油酸分子为球形，则每个分子的体积V3，则NA.由以上两式可求出NA，故应选B.答案：B4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：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错答案：A5一油轮装载着密度为900 kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发生部分泄漏，设共泄漏9 t，则这次事故造成的最大可能的被污染水面面积S约为()A1011 m2 B1012 m2C108 m2 D1010 m2解析：分子直径的数量级是d1010 m，由d，得S1011 m2.答案：A6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7将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液已知1 cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子薄层，测出这一薄层面积为0.2 m2，由此可估算出油酸分子的直径约为_m.解析：每一滴油酸酒精溶液的体积V cm30.02 cm3，一滴溶液中含纯油酸的体积VV104 cm31010 m3，故油酸分子的直径d51010 m.答案：51010 m8体积为1.2103 cm3的油滴在静止的水面上扩展为4 m2的单分子油膜，假设分子间是紧密排列的，则可估算出这种油分子的直径为_，1 mol这种油的体积为_，油分子的质量为_(油的密度为0.8103 kg/m3)解析：油分子的直径d31010 (m)一个油分子的体积V0d3，则1 mol油的体积VmV0NAd3NA3.14(31010)3610238.5106 (m3)一个油分子的质量mv0d30.81033.14(31010)31.11026 (kg)答案：31010 m8.5106 m31.11026 kg9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d431010 m.答案：(1)2105mL(2)4.31010 m10用油膜法可粗略测出阿伏加德罗常数把密度0.8103 kg/m3的某种油，用滴管滴一滴油在水面形成油膜，已知这滴油的体积V0.5103 cm3，形成的油膜的面积S0.7 m2，油的摩尔质量M10.09 kg/mol.若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：(1)油分子的直径多大？(2)由以上数据可测出的阿伏加德罗常数大约多少？(保留一位有效数字)解析：(1)利用油膜法测出分子直径d7.11010(m)(2)每个分子看成球形，则每个分子的体积V0d331 mol这种油的体积V1NAV0NA3所以NA 61023 (mol1)答案：(1)7.11010 m(2)61023 mol1“用油膜法估测分子的大小”这一实验，是用宏观手段来研究微观问题，该实验具有很强的探索性，因此做好这个实验是十分有意义的要做好这个实验，需注意以下三个主要问题：一、浓度配制要求事先配制好一定浓度的油酸酒精溶液，试验中并没有明确指明要配多大的浓度，而这一浓度大小的选择正是这个实验成功的关键通过多次试验，我们认为浓度选取1较合适配制浓度为1的油酸酒精溶液可经两次配制：第一次配制，在100 mL量筒中准确地放入96 mL无水乙醇，再用5 mL量筒量入4 mL油酸，充分搅拌后，得到4%浓度的油酸酒精溶液；第二次配制，取97.5 mL的无水乙醇放入另一个100 mL量筒中，用5 mL量筒准确量入第一次配好的浓度为4%的油酸酒精溶液2.5 mL，充分搅拌，便得到1的油酸酒精溶液通过两次配制，既可减小取液时的相对误差，又可用尽量少的液体配出较准确浓度的溶液在配制过程中应注意：小量筒量取的溶质要全部放入溶液；充分搅拌；油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免酒精挥发而改变浓度二、粉的厚度实验中痱子粉的作用是界定油膜大小的边界，痱子粉过厚，油膜不易扩散，使水面的痱子粉开裂；痱子粉太少，油膜边界不清要求将痱子粉均匀地撒在水面上，如何“撒”？这是关键为了撒好痱子粉，可先将痱子粉装入小布袋中，然后拿一细木棒在水面上方轻敲布袋，即可得到水面上均匀的、很薄的一层痱子粉三、点的滴法实验时，把配好的浓度为1的油酸酒精溶液约(35 mL)分到5 mL量筒中，用滴管抽取溶液，一滴一滴地滴入小量筒，均匀地滴滴管的拿取姿势：用左手食指、中指夹住滴管的中部，右手拇指和食指摄住滴管的胶头，两手掌靠拢形成一个稳定的姿势，再把两肘支在桌上，这样可保证滴出每滴溶液时所用的力始终不变，数出的滴数误差就会减小记下小量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数接下来把一滴油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水面中央，这滴油酸酒精溶液立刻伸展为一个80140 cm2的以痱子粉为边界的近圆形油膜，边缘是锯齿形的当油膜中的无水乙醇挥发、溶解后，油膜便自动收缩为60120 cm2的近圆形油膜在浅盘上盖好玻璃后，用彩笔描出油膜边界，用坐标纸量出油膜面积注意了以上三个问题后，这个实验就不难成功了另外，实验过程中还要注意浅盘选深度为5 cm左右的圆盘，口径选40 cm以上，底色用棕、黑等深色；痱子粉应保证干燥；浅盘中的水应提前放置(静置)10小时以上；滴管往浅盘水面上滴油酸酒精溶液时，滴管口距下面的高度应在1 cm之内；当重做实验时，应用大量清水把浅盘及量筒、滴管洗净，用热水清洗或酒精擦拭后再冲洗效果更佳总之，只要遵照上述方法和注意事项精心准备，则可观察到应有的实验现象，一定会得到与油酸分子公认值1.12109 cm很接近的测量估算值