1.2 实验：用油膜法估测油酸分子的大小综合训练（Word版含解析）

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小
一、选择题（共15题）
1．在“用单分子油膜估测分子的大小”的实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是（　　）
A．对油酸溶液起到稀释作用
B．有助于测量一滴油酸的体积
C．有助于油酸的颜色更透明便于识别
D．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
2．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，我们估测到的物理量是（　　）
A．水分子的直径 B．水分子的体积
C．油分子的直径 D．油分子的体积
3．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将体积百分比浓度为的滴油酸酒精溶液滴在量筒中，测得体积为。再将其中的一滴溶液滴在水面上，形成一层单分子油酸薄膜，薄膜面积为，则油酸分子大小为（　　）
A． B． C． D．
4．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
5．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
6．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．
7．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列选项正确的是（　　）
A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙
B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格
C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，只需将其滴入量筒即可
D．若油酸未完全散开，会使测出的分子直径偏小
8．在实验“用油膜法估测油酸分子的大小”中，用注射器向浅盘里的水面滴入的是（　　）
A．一滴油酸酒精溶液 B．一滴纯油酸
C．油酸酒精溶液 D．纯油酸
9．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是
A．水面形成的油酸薄膜的体积为V
B．撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓
C．根据可以估测油酸分子的直径
D．根据可以估测油酸分子的直径
10．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列实验操作会让测量结果偏大的是（　　）
A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验
B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴
C．在水面上撤的痱子粉偏多
D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格
11．用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）
A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为
C．油酸的密度为 D．油酸分子的直径为
12．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大2-3个数量级，不可能的原因是（　　）
A．计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目
B．水面上痱子粉撒得过多，导致油膜没能充分展开
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32滴
13．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的科学依据是（　　）
A．将油酸形成的膜看成单分子油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙
C．将油酸分子看成球形 D．油酸分子直径的数量级为10-15 m
14．某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于（　　）
A．配置油酸酒精溶液时，油酸中含有大量的酒精
B．油酸未完全散开
C．计算油膜面积时把所有不足一格的方格都当作一格来计算面积
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
15．为了减少“用油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（　　）
A．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离尽可能近些
B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上
C．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
D．油酸酒精溶液滴在水面上后，晃动水面使油酸尽可能充分扩展
E．计算油膜面积时，舍去所有不满一格的方格
二、填空题
16．利用单分子油膜法可以粗略地测定分子的大小，已知体积为V的一个油滴在水面上散开形成单分子膜的面积为S。则这种油分子的直径表达式为_______；用这种方式估测出的结果，其分子直径的数量级约为_________m。
17．将m毫升的油酸配制成n毫升的油酸酒精溶液，将其滴入撒有石膏粉的自来水中，测得其面积与滴入的溶液滴数图象的斜率为k。已知1毫升时的总滴数为P，则1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为______，油酸分子的半径为______。
18．在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中，具体操作如下：
①取纯油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将爽身粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，油膜上没有爽身粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。
（1）这种估测方法是将每个分子视为________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________。
（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，油膜面积为________m2，求得的油酸分子直径为________m。（结果均保留两位有效数字）
19．油膜法测定分子直径的实验中，首先对纯油酸进行稀释。现将1mL油酸滴入量筒中，加入酒精至总体积为2000mL，用滴管测定每50滴该溶液体积为1mL。则每滴该溶液中含有的纯油酸体积为_______m3，现将1滴该溶液滴入放有痱子粉的水槽中，测得油酸薄膜的表面积为0.1m2，则计算可知油酸分子的直径为_______m。
三、综合题
20．已知铜的摩尔质量M =6.4×10-2 kg/mol，铜的密度 ρ=8.9×103kg／m3，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1．试估算：(计算结果保留2位有效数字)
(1)一个铜原子的质量．
(2)若每个铜原子可提供两个自由电子，则3.0×10-5m3的铜导体中有多少个自由电子
21．已知金刚石的密度为ρ＝3.5×103 kg/m3，现有一块体积为4.0×10－8m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起，试估算碳原子的直径？(保留两位有效数字)
22．把一片很薄的均匀塑料薄膜放在盐水中，调节盐水的密度，使薄膜能在盐水中悬浮，此时盐水的密度为1.2×103kg/m3。用天平测出尺寸为10cm×20cm的这种塑料薄膜的质量是36g，请计算薄膜的厚度。
23．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，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示：
(1)已知坐标纸上每个小方格面积为S，根据以上数据估算出油酸分子直径d；
(2)若已知油酸的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，油酸的分子直径为d，求出油酸的摩尔质量M。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
如果油酸不加稀释形成的油膜面积很大，不便于测量，油酸可以溶于酒精，因此酒精溶液的作用是对油酸溶液起到稀释作用，故A正确，BCD错误；故选A．
2．C
【详解】
在试验过程中，油膜完全散开，油酸溶液在水面上形成的单分子油膜，通过油酸分子的体积除以油膜的面积得到的是油酸分子的直径。故ABD错误，C正确。
故选C。
3．B
【详解】
一滴油酸的体积为
油酸分子的直径为
故选B。
4．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。
5．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；
6．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．
7．A
【详解】
A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，所以A正确有；
B．利用画有油膜轮廓的坐标方格计算油膜面积时，舍去所有小于半格的方格，大于等于半格的算1格，所以B错误；
C．测一滴油酸酒精溶液的体积时，需滴入多滴进入量筒，采用累积法测量可以减小误差，所以C错误；
D．若油酸未完全散开，则测量的油膜面积会减小，根据
则会使测出的分子直径偏大，所以D错误；
故选A。
8．A
【详解】
首先将油酸稀释，制成油酸酒精溶液，取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，酒精迅速溶于水，在水面上形成薄薄的一层油膜，量出油膜的面积，从而算出油膜的分子直径。
故选A。
9．B
【详解】
A、油酸酒精溶液的体积为V，油酸的体积为ηV，故水面上水面形成的油酸薄膜的体积为ηV；故A错误；
B、撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓，便于测量油膜的面积，故B正确；
CD、油酸薄膜的体积为ηV，根据可以估测油酸分子的直径，故CD错误．
10．C
【详解】
A．配制好油酸酒精溶液置于敞口容器中一段时间，再使用该溶液进行实验，酒精挥发，导致油酸浓度增大，依旧按原来的计算则结果偏小，故A错误；
B．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时多数了一滴，这样一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，由
可知测量结果偏小，故B错误；
C．实验过程中，若撒的痱子粉过多，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由
可知实验测量的油酸分子的直径偏大，故C正确；
D．在计算油膜面积时，把不满一格的油膜都算成了一格，导致S偏大，由
可知实验测量的油酸分子的直径偏小，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．一个油酸分子的质量为
所以A错误；
B．一个油酸分子的体积为
所以B错误；
C．油酸的密度为
所以C错误；
D．油酸分子的直径为
所以D正确；
故选D。
12．D
【详解】
A． 计算油膜面积时，只计算了完整方格的数目，导致S偏小，根据可知，测量值偏大，故A不符题意；
B． 水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故B不符题意；
C． 计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸，体积偏大，则d偏大，故C不符题意；
D． 测量每滴油酸酒精溶液体积时，将31滴溶液错数成32滴，计算代入纯油酸体积将偏小，测量直径偏小，故D符合题意；
本题不可能的原因故选D。
13．ABC
【详解】
实验中油酸的直径是用油酸的体积除以油膜的面积来计算，所以实验的科学依据是将油膜看成单分子油膜，不考虑油酸分子间的间隙，并把油酸分子看成球形，油酸分子直径的数量级为10-10 m，所以ABC正确，D错误。
故选ABC。
14．CD
【详解】
A．酒精易溶于水，不影响测量结果，故A错误；
B．油酸未完全散开，测得的油膜面积偏小，由可知的计算结果明显偏大，故B错误；
C．计算油膜面积时把所有不足一格的方格都当作一格来计算面积，算出的油膜面积偏大，由可知的计算结果明显偏小，故C正确；
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，求出的纯油酸的体积偏小，由可知的计算结果明显偏小，故D正确；
故选CD。
15．ABD
【详解】
A．向水面滴油酸酒精溶液时，滴管口应竖直、靠近水面，如果离水面太高，可能无法形成油膜，故A正确；
B．先在浅盘内的水上撒一些痱子粉，再用滴管把油酸酒精溶液滴一滴在水面上，油酸推动痱子粉扩散，所得油膜面积更准确，故B正确；
C．只要是单分子油膜即可，对油膜形状没有要求，故C错误；
D．油酸酒精溶液滴在水面上后，轻轻晃动水面使油酸尽可能充分扩展，形成单分子油膜，故D正确。
E．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半格的舍去，大于半格的算一个，统计出油酸薄膜的面积，故E错误。
故选ABD。
16．
【详解】
利用油酸溶于酒精，制成油酸酒精溶液，取1滴这样的油酸酒精溶液滴到水面上，油酸在水面上形成单分子薄层，只要测算出一滴溶液中纯油酸的体积V和在水面上形成的油膜面积S，就可以估测出分子直径的大小。这种粗略测定分子大小的方法叫油膜法，分子直径的表达式
一般分子的直径数量级为10-10m。
17．
【详解】
油酸酒精溶液中的油酸浓度为；1滴油酸酒精溶液中的油酸含量为
由题知面积与滴入的溶液滴数图象的斜率为k，即滴入一滴时，有
可解得油酸分子的半径
18． 球体 单分子油膜 直径 4.0×10－12 8.1×10－3 4.9×10－10
【详解】
（1）这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径；
（2）一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为
V＝×mL＝4.0×10－12m3
据题意，完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个，根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为
n＝67＋14＝81
则油膜面积为
S＝81×1.0cm×1.0cm＝81cm2＝8.1×10－3m2
油酸在水面上形成单分子油膜，则油酸分子直径为
d＝＝m≈4.9×10－10m
19． 1×10-11 1×10-10
【详解】
每滴该溶液中含有的纯油酸体积
根据
可得分子直径
20．（1）1.1×10-25Kg（2）5.0×1024个
【详解】
(1)原子的质量
m==1.1×10-25Kg
(2)铜块的物质的量
n=
铜导体中含有自由电子数
N=2nNA=5.0×1024个
21． ，
【详解】
这块金刚石的质量：m=ρV=3.5×103×4.0×10-8kg=1.4×10-4kg
这块金刚石的物质的量
这块金刚石所含的碳原子数n′=nNA=1.17×10-2×6.02×1023个=7.0×1021个
一个碳原子的体积为V0==5.7×10-30m3
把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式V0=d3可得碳原子直径为
=2.2×10-10m
22．
【详解】
由平衡条件
塑料薄膜的体积为
解得薄膜的厚度为
代入数值得
23．(1) ；(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8S；
一滴溶液中纯油酸的体积为
故分子直径
(2)油酸的分子直径为d，故油酸分子的体积为：
油酸的摩尔体积为
故油酸的摩尔质量为
答案第1页，共2页