1.2 实验：用油膜法估测酸分子的大小 同步训练 （word版含答案）

1.2、实验：用油膜法估测酸分子的大小
一、选择题（共15题)
1．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（　　）
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了几滴
2．某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干，已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为（　　）（保留两位有效数字）
A．.1‰ B．.2‰ C．.3‰ D．.4‰
3．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
4．在“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是（ ）
A．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即用刻度尺去测量油膜的面积
B．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去测量油膜的面积
C．油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D．油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸去计算油膜的面积
5．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，能将油膜的厚度近似认为等于油酸分子的直径，下列措施可行的是(　　)
A．把痱子粉均匀地撒在水面上，测出其面积
B．取油酸一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜
C．取油酸酒精溶液一滴，滴在撒有均匀痱子粉的水面上形成面积尽可能大的油膜
D．把油酸酒精溶液滴在撒有均匀痱子粉的水面上后，要立即描绘油酸在水面上的轮廓
6．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，求气包内气体在标准状况下每个分子所占的体积（　　）（结果均保留两位有效数字）。
A．3.0×10-26 m3 B．3.7×10-25 m3 C．3.7×10-26 m3 D．3.7×10-27 m3
7．利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为 V 的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为 S，这种油的摩尔质量为 M，密度为，则阿伏加德罗常数约可表示为( )
A． B．
C． D．
8．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，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　）
A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的
B．由题目中数据可知油酸分子的直径为
C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为
9．用“单分子油膜估测分子的大小”的实验中，用到了“数格子”的方法，是为了估算
A．一滴油酸的体积 B．一滴油酸的面积
C．一个油酸分子的体积 D．一个油酸分子的面积
10．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，使用到的研究方法是（　　）
A．等效替代法 B．理想模型法
C．微小量放大法 D．控制变量法
11．在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好一定浓度的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积V，往浅盘里倒入约2cm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1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开形成一块薄膜，可以清晰地看出它的轮廓，如图所示，待薄膜形状稳定后量出它的面积为S。在这个实验中，下列说法正确的是（　　）
A．实验中将油酸薄膜看成单层的油酸分子组成，且不考虑油酸分子间的空隙
B．根据就可以粗略地测量酒精分子的直径
C．选择油酸作为被测物质，是因为油酸分子的结构有助于油酸在水面上形成单分子膜
D．实验需配置一定浓度的油酸酒精溶液，其中的酒精可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
12．关于用“油膜法估测分子大小”的实验，下列说法正确的是
A．实验时应先将痱子粉均匀撒在水面上，再将1滴油酸酒精溶液滴在水面上
B．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴油酸酒精溶液中含有油酸mL
C．用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，同时将玻璃板放在浅盘上，并立即在玻璃板上描下油膜的形状
D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数（小于半格的不算，超过半格的算一格），求出油膜的面积
E．根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可算出油膜厚度，此即为油酸分子的直径
13．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
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
15．在用油膜法估测油酸分子大小的实验中，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1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，密度为，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是（　　）
A．该实验中假设油酸分子是按照直线排列的
B．由题目中数据可知油酸分子的直径为
C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算分子直径数值会偏大
D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为
二、综合题（共5题）
16．在“用单分子油膜估测单分子的大小”的实验中，按照酒精与油酸体积比为m：n配制油酸酒精溶液，现用滴管滴取油酸酒精溶液，N滴溶液的总体积为V。
（1）用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待稳定后将油酸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，则油膜面积约为_______________
（2）估算油酸分子直径的表达式为_________________（用题目中物理量的字母表示）
（3）用油膜法粗测分子直径实验的科学依据是( )
A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各油分子间的间隙
C．考虑了各油分子间的间隙 D．将油膜分子看成正方体
17．轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V＝70 L，囊中氮气密度＝2 kg/m3，已知氮气摩尔质量M＝0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol-1.试估算（结果均保留1位有效数字）：
(1)气囊中氮气分子的总个数N
(2)气囊中氮气分子间的平均距离。
18．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每，溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为。
（1）实验中为什么要让油膜尽可能散开？
（2）实验测出油酸分子的直径是多少？（结果保留两位有效数字．）
（3）如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，试写出阿伏伽德罗常量的表达式。
19．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5的颗粒物，它能较长时间悬浮在空气中，其在空气中的含量（浓度）越高，就代表空气污染越严重，PM2.5也是雾霾天气的主因。某地区曾经出现严重雾霾，PM2.5指标数高达300。已知该颗粒物的平均摩尔质量为40，试估算该地区空气中含有这种颗粒物的数目。（阿伏加德罗常数取，结果保留1位有效数字）
20．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器抽得上述溶液2mL，现缓慢地滴出1mL溶液，共有溶液滴数为50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘中，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓如图所示，坐标中小正方形方格的边长为20mm．
试问：
(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是多少毫升？
(2)估测出油酸分子的直径是多少米？(保留1位有效数字)
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．油酸未完全散开，S偏小，由
d=
可知，分子直径偏大。故A正确；
B．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故B错误；
C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格,S偏大，由
d=
可知，分子直径偏大。故C错误；
D．求每滴体积时，1ml的溶液的滴数误多记了几滴，纯油酸的体积V将偏小，由
d=
可知，分子直径偏小，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】
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，油酸酒精溶液浓度最大．一滴油酸的体积
V0＝dS＝10－10m×0.22m2＝2.2×10－11m3
一滴油酸酒精溶液的体积
V＝cm3＝2×10－8m3
则此油酸酒精溶液的浓度至多为
＝1.1‰
故选A。
3．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。
4．D
【详解】
液滴入水中后，应让油膜尽可能散开，形成单分子油膜，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸计算油膜的面积，由于油膜不规则，无法用刻度尺去量油膜的面积，故ABC错误，D正确；
故选D．
5．C
【详解】
A．要正确完成该实验，首先要在水面上均匀的撒上薄薄的一层痱子粉，作用是方便确定油膜的边界，A错误；
B．由于纯油酸较黏稠不易展开需利用酒精稀释，B错误；
CD．向撒有均匀痱子粉的水中滴入一滴油酸酒精溶液，静置稳定后在水面上形成尽可能大的单分子油膜，再描绘油酸在水面上的轮廓以确定其面积，C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
由题意可知气体在标准状况下每个分子所占的体积为
V′=≈3.7×10-26 m3
故选C。
7．A
【详解】
油的摩尔体积为
油分子的直径
每个油分子的体积为
阿伏加德罗常数为
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】
A．该实验中假设油酸分子是按照单分子层排列的，A项正确；
B．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为V0，由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径
d==
B项正确；
C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，C项错误；
D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量
m=ρV=
这一滴溶液中所含的油酸分子数
n=NA=
D项正确。
故选C。
9．B
【详解】
油酸滴在水中会散开一定的面积，用“数格子”的方法是为了得到一滴油酸所散开的面积，故B正确．
10．C
【详解】
在测量一滴油酸酒精溶液体积用了累积法，采用了借助物理模型间接测量的方法，在坐标纸上甲酸油膜轮廓内面积时用了估算法，应用油膜法测分子直径，其实验的原理是将油酸分子看成是球形的，测出油的体积，然后让油在水面上形成单分子油膜，测出油膜的面积，油的体积除以油膜的面积就是油膜的厚度，即油分子的直径，该方法采用了理想模型法，没有用到等效替代法、微小量放大法及控制变量法，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．AC
【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分子之间不考虑空隙，故A正确；
B．根据就可以粗略地测量油酸分子的直径，并不是酒精分子的直径，也不能精确测量的，故B错误；
C．依据实验原理，要形成单分子膜，因此油酸的物理性质有助于油酸在水面上形成单分子膜，故C正确；
D. 实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是尽可能地减小滴入水面的油酸的含量，故D错误。
故选AC。
12．ADE
【详解】
A．实验时应先将痱子粉撒在水面上，再将1滴油酸酒精溶液滴在水面上，故A正确；
B．若100滴溶液的体积是1mL，则1滴油酸酒精溶液的体积为mL，故B错误；
C．在玻璃板上描油膜的形状时，要等油酸酒精溶液充分扩散形成单分子油膜后再进行，故C错误；
D．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，计算轮廓范围内正方形的个数，并求得油膜的面积，故D正确；
E．由于油膜为单分子油膜，故通过
计算出的油膜的厚度即为油酸分子的直径，故E正确．
故选ADE．
13．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。
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．BD
【详解】
A．该实验中假设油酸分子是按照单层排列成一个油膜，A错误；
B．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；1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为；由于分子是单分子紧密排列的，所以分子直径为
B正确；
C．在计算面积时，如果将油膜轮廓中包含的所有格数（包括不完整的）都按整数格计算在内，那么计算得到的油膜的面积偏大，则测得的分子直径数值会偏小，C错误；
D．1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正确。
故选BD。
16． 10S AB
【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10格，则油酸薄膜面积为10S；
（2）油酸酒精溶液油酸的浓度为
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
（3）[3]用油膜法粗测分子直径实验的科学依据是：将油膜看成单分子油膜；不考虑各油分子间的间隙；AB正确，CD错误；
故选AB。
17．（1）个；（2）
【详解】
（1）根据题意可知，气体物质的量
所以气体分子的总个数为
解得
个
（2）把每个气体分子看成立方体，立方体的边长作为气体分子间的距离
代入得
18．（1）当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能用油酸的体积除以油膜的面积得出油酸分子直径；（2）6.3×10-10m；（3）
【详解】
（1）当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能用油酸的体积除以油膜的面积得出油酸分子直径；
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
油膜的面积
S=120×1 cm2=120 cm2
油酸分子的直径
（3）油酸分子的直径为
体积
解得
19．个
【详解】
空气中含有颗粒物的数目
20．（1）1.2×10-5mL；（2）5×10-10m．
【详解】
(1)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：
(2)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56个方格，故油膜面积为：
油酸分子的直径：
答案第1页，共2页