1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小 同步训练(Word版含答案)

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小
一、选择题（共14题）
1．为了减小“用油膜法估测分子的大小”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．用浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些
C．先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上
D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形
2．如图所示为一个防撞气包，包内气体在标准状况下体积为336 mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0=22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023 mol-1，求气包内气体的分子个数（　　）（结果均保留两位有效数字）
A．6.0×1021个 B．7.0×1021个 C．8.0×1021个 D．9.0×1021个
3．用单分子油膜法测出油酸分子（视为球形）的直径后，若要计算阿伏伽德罗常数，还需要的物理量是（　　）
A．油滴的体积
B．油滴的质量
C．油酸的摩尔体积
D．油酸的摩尔质量
4．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得75滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油酸膜轮廓，数出油膜共占116个小方格，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。由此估算出油酸分子直径为（　　）
A．7×10-8m B．7×10-10m C．1×10-8m D．1×10-10m
5．用油膜法测定分子的大小实验中，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，则油分子直径大小约为（　　）
A． B． C． D．
6．关于“用油膜法估测分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　）
A．采用了等效替代法
B．可以精确地测量油酸分子的大小
C．计算时将油酸分子看成球形
D．为了减少测量误差，可以配置浓度更高的油酸酒精溶液
7．关于“用油膜法估测分子直径”的实验，下列说法正确的是（　　）
A．将一滴纯油酸滴入水槽中，并用笔快速描绘出油膜的边界
B．计算油膜面积时，把所有不足一格的方格都看成一格
C．用一滴油酸酒精溶液的体积，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径
D．用一滴油酸酒精溶液的体积乘以溶液浓度，除以单分子油膜面积，可得油酸分子直径
8．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（ ）
A．用油膜法可以精确测量分子的大小
B．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积
C．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格
D．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上
9．做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径的偏大的是（　　）
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液旳实际浓度比计算值小了
B．乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴
C．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗
D．丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
10．在用“油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法中正确的是（　　）
A．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上
B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格
C．油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积
D．用油膜法可以精确测量分子的大小
11．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　）
A．该实验中假设油酸分子是球模型，油酸在水面形成了单分子油膜
B．实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸
C．由题目中数据可知油酸分子的直径为
D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为
12．下列说法中正确的是( )
A．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA=V/V0
B．已知阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和密度，可以求出分子间距离
C．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把油膜视为单分子层油膜时，需要考虑分子间隙
D．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大
13．用油膜法估测分子直径的理想条件是（ ）
A．将油酸分子看成球体
B．考虑各油酸分子间的间隙
C．认为油酸分子是紧密排列的
D．将油膜看成单分子油膜
14．在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为，且滴溶液体积为。现取1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（　　）
A．不用痱子粉，直接将1滴溶液滴入浅水盘也可以完成实验
B．水面上形成的油酸薄膜的体积为
C．估测油酸分子的直径为
D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数以计算油膜的面积采用的是近似法
E．用配制的油酸酒精溶液的原因是因为易于形成油酸的单分子油膜
二、填空题
15．如图所示，是利用______法估测分子大小的示意图。若一滴油酸体积为V，在水面上散开的面积为S，则分子的直径大小d=______
16．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，一只手捏住盛有爽身粉的布袋，另一只手拍打，将爽身粉均匀地撒在水面上。
（2）用注射器向水面上滴1滴______形成一块有轮廓的油膜。
（3）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______。
（4）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______，多于半个的算一个。
（5）把正方形的个数乘单个正方形的面积就得到______。
17．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，又用滴管测得每滴这种油酸酒精溶液的总体积为，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的正方形小格的纸上，测得油膜占有小正方形个数为。用以上字母表示油酸分子直径的大小 _______。
18．油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL，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，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示．若每一小方格的边长为25mm，试问：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，则形成的油酸可视为_____油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_____．上图中油酸膜的面积为_____m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_____m3；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）
三、综合题
19．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的体积分数为0.05%，用小量筒测得180滴该溶液约为3mL。现把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将带有网格线的透明塑料盖板放在浅盘上，用彩笔在塑料盖板上描出油膜的轮廓，其形状和尺寸如图所示。塑料盖板上的小方格边长为1cm，试求：
（1）油酸膜的面积；
（2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；
（3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径。（上述计算结果均保留2位有效数字）
20．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，形成单分子层油膜，现有按酒精与油酸的体积比为m:n配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴．
(1)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄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面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去)则油膜面积为
(2)求估算油酸分子直径的表达式
21．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每mL溶液中有lmL油酸。用注射器测得lmL上述溶液有20滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和大小如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm，试求：
(1)油酸膜的面积是多少；
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少；
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。(结果保留两位有效数字)
22．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，一滴油滴的体积非常小，但采用累积法可以测出油滴的体积。请同学们回想一下，在初中物理课中，我们是如何用毫米刻度尺，采用累积法（或叠加法）测量课本纸张的厚度与细线的直径的，其方法与用油膜厚度来确定分子大小的方法相比较，有什么异同？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．如果100滴油酸酒精溶液的体积不是整体积数，那么估读的体积误差就大了，故选项A错。
B．用浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些，选项B正确。
C．多滴几滴确实对测量形成油膜的油酸体积会更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，故选项C错。
D．实验中并不需要油膜是矩形，故选项D错。
故选B。
2．D
【详解】
由题意可知，包内气体的物质的量为
包含分子数为
N=nNA
联立代入数据可解得个，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
设一个油酸分子的体积为V1，则：，根据可知，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积，故C正确，ABD错误．
4．B
【详解】
1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积：
面积超过正方形一半的正方形的个数为113个，故油膜的面积，油酸分子直径
故选B。
5．A
【详解】
单分子油膜层的面积
则油酸分子的直径
．
A．，与结论相符，选项A正确；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A．
6．C
【详解】
A．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，即采用了理想物理模型法，选项A错误；
B．可以粗略地测量油酸分子的大小，选项B错误；
C．计算时将油酸分子看成球形，选项C正确；
D．配置的油酸酒精溶液浓度不能太高，浓度太高不能形成单分子油膜层，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
AB.将配制好的酒精油酸溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成单分子油酸薄膜，把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，计算油膜面积时，要把大于半格看成一格，不足半格的舍掉，故AB错误；
CD.用一滴油酸酒精溶液的体积乘以溶液浓度得到体积，然后除以单分子油膜面积，即可得到油酸分子直径，故C错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A． 用油膜法只能粗略测量分子的大小，故A错误；
B．油膜为单分子紧密排列的，因此单分子油膜的厚度被认为是油酸分子的直径，所以油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油膜面积，故B正确．
C．在计算面积时，超过半个的按一个，不足半格的才能舍去，故C错误；
D．实验时要先洒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，故D错误；
9．A
【详解】
A．因不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些，这样导致算出的油酸体积比实际偏大，可知，油酸的分子直径比实际值偏大，故A正确；
B．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数多计了1滴，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故B错误；
C．不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，代入计算的1滴油酸酒精溶液的纯油酸体积仍不变，由于针管变粗，导致油膜的面积变大，，这会导致实验测得的油酸分子直径偏小；故C错误；
D．丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致油膜的面积变大，，这会导致实验测得的油酸分子直径偏小；故D错误。
故选A
10．C
【详解】
A．实验时要先洒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，A错误；
B．在计算面积时，超过半个的按一个，不足半格的才能舍去，B错误；
C．根据实验原理可知，分子直径是由纯油酸的体积除以相应的油膜的面积，C正确；
D．由于油膜法假设分子是单层并且紧密相连的；并不完全符合实际，故不能精确测量分子的大小，D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．该实验中把油膜看成单分子层油膜，不考虑各分子间的间隙，将油酸分子看成球形，A正确，不符合题意；
B．该实验中酒精的作用是对油酸起稀释作用，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，B正确，不符合题意；
C．取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为
C正确，不符合题意；
D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量为
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
D错误，符合题意。
故选D。
12．BD
【详解】
某气体的摩尔体积为V，每个气体分子运动占据的空间的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA=V/V0，选项A错误；由气体摩尔质量除以密度可求解摩尔体积，再除以阿伏加德罗常数可求解一个气体分子运动占据的空间的体积，把分子占据的空间看做正方体，可求解正方体的边长即为分子间的平均距离，选项B正确；在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把油膜视为单分子层油膜时，认为分子一个一个紧密排列，不考虑分子间隙，选项C错误； 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，分子直径为，若将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大，选项D正确；故选BD.
13．ACD
【详解】
用油膜法测油酸分子直径的三个前提条件：①将油酸分子视为球体模型；②忽略油酸分子之间的间隙，认为分子是紧密排列的；③油酸分子在水面是单分子排列。只有在上述三个理想条件下油酸的厚度才能视为油酸分子的直径。
故选ACD。
14．BDE
【详解】
A．由于油酸薄膜在水面上不易观察，撒痱子粉是为了便于确定油酸薄膜的轮廓，A错误；
B．1滴溶液中油酸酒精溶液的体积为，1滴溶液中油酸的体积为，即水面上形成的油酸薄膜的体积为，B正确；
C．将油酸分子看作球体且一个一个的单层排列，忽略空隙，估测油酸分子的直径为
C错误；
D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，采用的是近似法，D正确；
E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，E正确。
故选BDE。
15． 油膜
【详解】
如图所示，是利用油膜法估测分子大小的示意图。
若一滴油酸体积为V，在水面上散开的面积为S，则分子的直径大小
16． 油酸酒精溶液 描下薄膜的形状 舍去 油膜的面积S
17．
【详解】
一滴油酸酒精溶液的体积
其中纯油酸的体积为
所形成的油膜的面积为
所以油膜的厚度，即油酸分子的直径为
18． 球体 单分子 直径 4.4×10﹣2 1.2×10﹣11 2.7×10﹣10
【详解】
①这种估测方法是将每个分子视为球体模型，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分子的直径．
油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有70个方格，
故油膜面积为：S=70×25mm×25mm=42500mm2=4.4×10﹣2m2
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：V=×10﹣6×m3=1.2×10﹣11m3
油酸分子的直径：d===2.73×10﹣10m
题要求保留2个有效数字，所以油酸分子的直径为：2.7×10﹣10m．
故答案为球体，单分子，直径，4.4×10﹣2，1.2×10﹣11，2.7×10﹣10．
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）油酸膜的面积为
（2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
（3）油酸分子的直径为
20．(1)8S；(2)
【详解】
(1) 估算油膜面积时以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出8格，则油酸薄膜面积为
S膜=8S；
(2) 一滴溶液中纯油酸的体积为
由于形成单分子的油膜，则分子的直径为
．
21．(1)132cm2；(2)；(3)
【详解】
(1)面积超过正方形一半的正方形的个数为132个，则油酸膜的面积约为
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为
22．相同点：单个油滴分子展开的面积和纸张的厚度都很小，都是用累计法测量，把油膜分子和纸张之间都看成没有间隙；
不同点：油膜分子的直径不能直接测得，是测量大量油膜分子展开后的面积和油膜的体积通过公式计算，而测量纸张厚度可直接测出的是纸张的厚度。
答案第1页，共2页