1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课后作业（word版含答案）

第一章 分子动理论
2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
1.用油膜法估测油酸分子大小的实验中,纯油酸体积为V,在水面上形成近似圆形的单分子油膜,油膜直径为d,则油酸分子直径约为 (　　)
A.　　　　B. C. D.
2.一艘油轮装着密度为9×102 kg/m3的原油在海上航行,由于故障而发生原油泄漏.假设泄漏的原油的质量是9 t,海面上风平浪静时,这些原油造成的污染面积最大可达到 (　　)
A.108 m2 B.109 m2 C.1010 m2 D.1011 m2
3.利用油膜法测量油酸分子的直径时,需要知道 (　　)
A.油滴的质量和体积
B.油滴的质量和密度
C.油滴的体积和密度
D.油滴的体积和单分子油膜的面积
4.(多选)利用油膜法估测油酸分子的直径,将1 cm3的纯油酸溶于酒精,制成200 cm3的油酸酒精溶液,1 cm3溶液有50滴.现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上,油酸在水面上形成一单分子层,已测出这一薄层的面积为0.2 m2,下列分析正确的是 (　　)
A.实验中要测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,且所取纯油酸的体积为10-4 cm3
B.实验中要测量一个油酸分子的体积,且油酸分子的体积为10-5 cm3
C.该实验测得的油酸分子的直径约为5×10-10 m
D.如果还知道油酸的摩尔体积,则依据本实验的测量结果还可以测得阿伏加德罗常数
5.为了减小用油膜法估测油酸分子的大小的误差,下列方法可行的是(　　)
A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积V1,则每滴油酸酒精溶液的体积V2=
B.把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些
C.先在浅盘的水中撒些爽身粉,再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上
D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形
6.(多选)在用油膜法估测油酸分子大小的实验中,若已知油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴所含油酸的质量为m,油滴在水面上扩散后的最大面积为S,阿伏加德罗常数为NA,则(　　)
A.油酸分子的直径d=
B.油酸分子的直径d=
C.油滴所含分子数N=NA
D.油滴所含分子数N=NA
7.在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中,某小组发现测得的分子直径数据比其他组的大2~3个数量级,可能的原因是 (　　)
A.计算油膜面积时,只计算了完整方格的数目
B.水面上爽身粉撒得过多,油膜没能充分展开
C.将油酸酒精溶液的体积直接当作油酸的体积进行计算
D.测量每滴油酸酒精溶液体积时,将31滴溶液错数成30滴
8.设水的密度为ρ1、酒精的密度为ρ2、油酸的密度为ρ3,如果某油酸酒精溶液的质量分数为10%,配制溶液时总体积不变,那么在体积为V的油酸酒精溶液中油酸的质量为 (　　)
A. B.V C. D.V
9.空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中的水分越来越少,人会感觉干燥.某空调工作一段时间后,排出液态水的体积为V,水的密度为ρ,水的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,这些液态水中水分子的总数N和水分子的直径d分别为 (　　)
A.N=,d=
B.N=,d=
C.N=,d=
D.N=,d=
10.利用油膜法估测油酸分子的直径,实验器材有体积分数为0.05%的油酸酒精溶液、分度值为 0.1 mL的量筒、盛有适量清水的45 cm×50 cm的浅盘、爽身粉、胶头滴管、玻璃管、彩笔、坐标纸.
(1)下面是实验步骤,请填写所缺的步骤C.
A.用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N;
B.将爽身粉均匀地撒在浅盘内的水面上,用滴管吸取体积分数为0.05%的油酸酒精溶液,从低处向水面中央一滴一滴地滴入,直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止,记下滴入的滴数n;
C.　 ;
D.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位,计算轮廓内正方形的个数,算出油酸薄膜的面积S.
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径为　　　　　.
11.当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,油酸分子就立在水面上,形成单分子油膜,现将按酒精与油酸的体积比为m∶n配制的油酸酒精溶液置于量筒中,还有一个装有约2 cm深的水的浅盘、一支滴管.用滴管从量筒中取体积为V的油酸酒精溶液,让其自由滴出,全部滴完共为N滴.用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,待油酸薄膜稳定后,将油膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示.已知坐标纸上每个小方格的面积为S,则油膜面积为　　　　,写出估算油酸分子直径的表达式:　　　　　　　　.
12.某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小.
(1)(多选)该实验中的理想化假设有　　　　.
A.将油膜看成单分子油膜
B.不考虑油酸分子间的间隙
C.不考虑油酸分子间的相互作用力
D.将油酸分子看成球形
(2)实验中使用的是油酸酒精溶液,其中酒精的作用是　　　　.
A.使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B.稀释油酸
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)为配制油酸酒精溶液,实验室配备的器材有面积为0.22 m2的蒸发皿、滴管、量筒(50滴油酸油精溶液滴入量筒,量筒示数约为1 mL)、纯油酸和无水酒精若干.已知分子直径数量级为10-10 m,求配制的油酸酒精溶液中油酸的体积分数的最大值.结果保留两位有效数字.
第一章 分子动理论
2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小
1.A
2.D
3.D
4.ACD
5.B
6.BD
7.C
8.B
9.C
10.(1)题中的C应为待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状描在玻璃板上.
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为 cm3,n滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V=×0.05%,所以单个油酸分子的直径为 ==.
答案:(1)待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将油酸薄膜的形状描在玻璃板上. (2)
11.根据题图可得油膜面积为33S;一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0=V,油酸分子直径的表达式d==.
答案:33S　d=
12.解析:(1)计算油酸分子直径的根据是体积与面积的比值,所以需将油膜看成单分子油膜,将油酸分子看成球形,并认为它们是紧密排布的,不考虑油酸分子之间的空隙,故选A、B、D.
(2)实验中使用的是油酸酒精溶液,其中酒精对油酸起到稀释作用,用酒精稀释油酸是为了使油酸分子尽可能少地在竖直方向上重叠,保证油酸能在水面上形成单分子油膜.
(3)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,油酸酒精溶液的浓度最大.一滴油酸酒精溶液中纯油酸的最大体积V0=dS=10-10×0.22 m3=2.2×10-11 m3,一滴油酸酒精溶液的体积V=×10-6 m3=2×10-8 m3,此油酸酒精溶液的体积分数最大为=0.11%.
答案:(1)ABD　(2)B　(3)0.11%