1.2 科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小 综合练习 （word版含答案）

1.2、科学测量：用油膜法估测油酸分子的大小
一、选择题（共16题）
1．在测定分子大小的油膜实验中，下面的假设与该实验无关的是（ ）
A．油膜中分子沿直线排列
B．油膜为单层分子且都是球形
C．分子是一个挨一个排列，它们间的间隙可忽略
D．油膜的体积等于总的分子体积之和
2．下列说法正确的是( )
A．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
B．只要知道某物质的密度和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数
C．已知某种气体的密度为ρ,质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该气体分子之间的平均距离可以表示为
D．根据一滴油酸酒精溶液的体积V和其在水面上形成的油膜面积S,就能算出油酸分子直径
3．利用单分子油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是（　　）
A．一滴油酸的体积和它的密度
B．一滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积
C．一滴油酸的质量和它的密度
D．一滴油酸形成油膜的厚度和它的密度
4．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 B．一个油酸分子的体积为
C．油酸分子的直径为 D．油酸的密度为
5．采用油膜法估测分子的直径，先将油酸分子看成球形分子，再把油膜看成单分子油膜，在实验时假设分子间没有间隙。实验操作时需要测量的物理量是（　　）
A．1滴油酸的质量和它的密度
B．1滴油酸的体积和它的密度
C．油酸散成油膜的面积和油酸的密度
D．1滴油酸的体积和它散成油膜的最大面积
6．用油膜法估测分子大小的实验中，下列操作错误的是（　　）
A．将痱子粉均匀地撒在水面上
B．滴入液滴时，滴管下端应靠近水面
C．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状
D．向量筒中滴5滴溶液，测出5滴溶液的体积，算得1滴溶液的体积
7．关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，下列说法正确的是（　　）
A．实验时应先将油酸酒精溶液滴入水中，再将痱子粉撒在水面上
B．实验时可观察到油膜的面积一直扩张直至面积稳定
C．实验中待油膜面积稳定后，用刻度尺测量油膜的面积
D．计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积
8．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
9．在“用油膜法测量油酸分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　　）
A．用油膜法可以精确测量分子的大小
B．计算油膜面积时，应舍去所有不足一格的方格
C．根据油酸的体积和油膜的面积可算出油酸分子的直径
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
10．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
11．关于“用油膜法估测油酸分子大小”的实验，下列实验操作正确的是（　　）
A．将纯油酸直接滴在水面上
B．水面上撒的痱子粉越多越好
C．待水稳定后再将痱子粉均匀撒在水面上
D．用试管向水面倒酒精油酸溶液少许
12．在“用油膜法估测分子直径”的实验中，某同学配置好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的是（　　）
A．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
B．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上
D．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据估算出油酸分子的直径
13．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
14．为了减小“油膜法估测分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（　　）
A．用注射器向量筒中滴入（100滴）油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积恰为整数V1，则每滴溶液的体积为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些
C．先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上
D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
E．计算油膜面积时舍去所有不足一个的方格
15．关于分子，下列说法正确的是（ ）
A．把分子看作小球是对分子的简化，实际上分子的形状并不真的都是球形
B．所有分子的直径都相同
C．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致
D．测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法
16．下列说法正确的是
A．如果没有漏气，不计摩擦，也没有机体热量的损失，则这样的热机的效率可达100%
B．100℃、1 g的氢气与100℃、1 g的氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等
C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体的分子体积为
D．甲、乙两个分子在只受分子力的作用下，由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大
E．在“油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径（即单层油酸分子组成的油膜的厚度）等于一小滴溶液中纯油酸的体积与其在水面上摊开的面积之比
二、填空题
17．一滴体积是3×10-5cm3的油酸，滴在水面上，最终扩展成面积为0.1m2的单分子油膜，由此可以算出油膜的厚度,用此方法可以测量该种油酸分子的直径．由此可以估算出该种油分子直径的大小是____________m．
18．在做用油膜法估测分子大小的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有6mL油酸，用滴管测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，测得其表面积为100cm2，则1滴油酸溶液中含油酸的体积是_____mL，油酸分子的直径是_____．
19．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，在玻璃板上描出一滴油酸酒精溶液形成的油膜轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示。坐标纸上正方形小方格的边长为1.0 cm，该油膜的面积是 ___cm2.若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸8×10-6mL，则油酸分子的直径是____m。
20．（1）某同学在做课本上粗测油酸分子大小的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于____：
A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量的酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴
（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL，油酸膜的面积是____cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_____m。
三、综合题
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“用油膜法测量分子直径”的实验中，将油酸加入到L酒精中配成油酸酒精溶液，用滴管测试时每溶液刚好能滴滴，取其中--滴轻轻滴入水盆中，稳定后形成油膜，如图所示，已知图中每个小方格的边长为．（结果保留位有效数字）
（1）根据油膜散开后的稳定图象，估算油膜散开后的面积；
（2）估算油酸分子的直径．
23．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验用的盛水浅盘长为40cm，宽为30cm。若将油酸分子所占空间视作立方体，其所占体积的边长为m，将1滴体积为0.05mL的纯油酸滴在水面上。
（1）若该滴油酸形成单分子层油膜，则面积有多大？
（2）要想这1滴油酸滴在水中时，油酸的油膜能最大限度地展开，同时油膜展开后又不会占满整个盛水浅盘，则至少要将该滴油酸稀释多少倍？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
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，油膜的体积等于分子体积之和；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙， BCD正确，A错误．
本题选与实验无关的，故选A．
2．C
【详解】
A、只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子所占的平均空间，但算不出气体分子的体积，故A错误；
B、只要知道某物质的摩尔质量和其分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数，故B错误；
C、已知某种气体的密度为ρ,质量为M,阿伏加德罗常数为NA,若把气体分子看出正方体，则该气体分子之间的平均距离可以表示为，故C正确；
D、根据一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和其在水面上形成的油膜面积S,就能算出油酸分子直径，其中V是纯油酸的体积，而不是油酸酒精溶液，故D错误；
故选C
3．B
【详解】
根据实验原理：油酸分子是紧密排列的，在水面上形成单分子油膜，用纯油酸的体积除以油膜面积得出的油膜厚度，即为油酸分子直径．所以需要测量的量有纯油酸的体积和纯油酸在水面上形成油膜的面积．故B正确，ACD错误。
故选B。
4．C
【详解】
A．一个油酸分子的质量为
故A错误；
B．设油酸的摩尔体积为，则一个油酸分子的体积为
由题可知
故B错误；
C．根据单分子油膜法测油酸分子直径原理，可知油酸分子直径为
故C正确；
D．油酸的密度为
故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
根据实验原理，先将油酸分子看成球形分子，紧密排列的油酸分子，在水面上形成单分子油膜，则用纯油酸的体积除以油膜最大面积得出的油膜面积厚度，即为油酸分子直径。所以实验操作时需要测量出1滴油酸的体积和它在水面上散成油膜的最大面积，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．D
【详解】
A．实验时将痱子粉均匀地撒在水面上，故A正确，不符合题意；
B．滴入液滴时，滴管下端应靠近水面，便于油酸溶液均匀散开形成油膜，故B正确，不符合题意；
C．待油酸薄膜形状稳定后，在玻璃板上描下油酸膜的形状，故C正确，不符合题意；
D．向量筒中滴5滴溶液，滴数太少，在算每一滴油酸溶液体积时误差较大，算出1滴油酸溶液体积后还需乘以油酸溶液的百分比浓度，得到一滴纯油酸的体积，故D错误，符合题意。
故选D。
7．D
【详解】
A．为了使油酸分子紧密排列，实验时先将痱子粉均匀洒在水面上，再把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，A错误；
B．油膜的面积不是一直扩张，B错误；
C．由于油膜形状不规则，故不能用刻度尺测量油膜的面积，C错误；
D．根据实验原理可知，计算油酸分子直径时用油酸体积除以对应油膜面积，D正确。
故选D。
8．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．
9．C
【详解】
A．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，故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，故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，故C正确；
D．实验时要先洒痱子粉，再滴油酸酒精溶液；故D错误；
故选C。
10．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。
11．C
【详解】
A. 将酒精油酸溶液滴在水面上，A错误；
B. 水面上撒的痱子粉要适量，B错误；
C. 待水稳定后再将痱子粉均匀撒在水面上，C正确；
D. 用滴管向水面滴一滴酒精油酸溶液，D错误。
故选C。
12．B
【详解】
将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积，然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积，则用1滴此溶液中油酸的体积除以1滴此溶液散开后形成油膜的面积，恰好就是油酸分子的直径，故四个选项关于步骤的描述中，应将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，并不是纯油酸，故B错误，符合题意；ACD正确，不符题意。
本题选错误的，故选B。
13．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．
14．ABC
【详解】
A．测量多滴溶液的体积和溶液的滴数，以减小读数误差，故A正确；
B．水面离盘口距离小些，可减小画油膜轮廓时的误差，故B正确；
C．先在浅盘内的水中撒入一些痱子粉，滴入1滴液滴形成单分子油膜，故C正确；
D．用牙签拨弄油膜，会使油膜间有空隙，还会带走一部分油酸，故D错误；
E．舍去所有不足一个的方格，将会导致结果偏大，故E错误。
故选ABC。
15．ACD
【详解】
A．将分子看作球形是为研究问题而建立的简化模型，故A正确；
BC．不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致，故B错误，C正确；
D．油膜法只是一种粗略地测定分子直径的方法，D正确。
故选ACD。
16．BDE
【详解】
A．根据热力学第二定律可知，任何热机的效率都不可能达到100%，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，则100℃、1 g的氢气与100℃、1 g的氧气相比，平均动能一定相等，但由于分子数不同，则内能一定不相等，故B正确；
C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体的一个分子运动占据的空间的体积为，故C错误；
D．甲、乙两个分子在只受分子力的作用下，由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D正确；
E．在“油膜法估测分子的大小”的实验中，认为油分子单层排列，则油酸分子的直径（即单层油酸分子组成的油膜的厚度）等于一小滴溶液中纯油酸的体积与其在水面上摊开的面积之比，故E正确。
故选BDE．
17．3×10-10
【详解】
根据实验原理可知，油膜的厚度即为油分子的直径，则：．
18． 8×10﹣6 8×10﹣10m
【详解】
1滴油酸溶液中含油酸的体积是
V==8×10﹣6mL
油酸分子的直径是
19． 91
【详解】
由图可知，油膜轮廓的方格数约为91，则油膜的面积是91cm2；
油分子直径为
20． AC##CA 5×10-6 40 1.25×10-9
【详解】
（1）计算油酸分子直径时要用到
A．油酸未完全散开，S偏小，故直径偏大，故A正确；
B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径偏小，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，故直径偏大，故C正确；
D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，则计算的体积偏小，则直径偏小，故D错误。
故选AC。
（2）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
V=mL=5×10-6mL
如题图所示，由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸薄膜面积为40cm2。
分子的直径
=1.25×10-9m
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．（1）（2）
【详解】
（1）分析油膜表格，油膜所占小格约192格；
故油膜的面积为
（2）油酸滴入酒精中，兑成的溶液体积浓度为，又溶液能滴20滴，故一滴溶液中的油酸体积为
油酸分子的直径即油膜的厚度
解得
23．（1）；（2）372
【详解】
（1）滴油酸形成单分子层油膜，油膜的厚度为分子的边长，则其面积为
（2）在浅水盘的面积为
油膜展开占满整个盛水浅盘时油酸的体积为
稀释的倍数为
答案第1页，共2页