第一章 第二节
一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求．
1．(2018年嘉定一模)在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是( )
A．等效替代法 B．控制变量法
C．理想模型法 D．比值定义法
【答案】C [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．]
2．(2017年虹口二模)用单分子油膜法测出油酸分子(视为球形)的直径后，若要计算阿伏加德罗常数，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
【答案】C [设一个油酸分子的体积为V1，则V1＝πd3，由NA＝可知，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的摩尔体积，故C正确，A、B、D错误．故选C．]
3．(2018年武汉模拟)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a mL纯油酸配制成b mL的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液c mL，将一滴溶液滴入水中，油膜充分展开后面积为S cm2，估算油酸分子的直径大小为( )
A． B．
C． D．
【答案】A [纯油酸体积为V＝×c＝ mL，油膜面积为S cm2，油酸分子直径d＝ ＝ cm，故A正确，B、C、D错误．故选A．]
4．在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，下列不必要的步骤是( )
A．测出油滴的体积
B．将油滴滴到水面上，使其在水面上散开
C．让油膜形成一个圆，测出圆的直径
D．测出油膜的面积
【答案】C [“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径．很显然，在实验的步骤中，是“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”，油膜未必是圆形，也很难成圆形．故C错误．]
5．(2018年哈尔滨名校模拟)用油膜法测量分子直径大小实验的理论依据是( )
A．将油膜看成单分子油膜 B．不考虑各个油酸分子间的间隙
C．考虑各个油酸分子间的间隙 D．将油酸分子看成球形
E．将油酸分子看成立方体
【答案】ABD [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．故A、B、D正确，C、E错误．]
6．油膜法粗略测定分子直径的实验基础是( )
A．把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度
B．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜
C．油酸分子的直径等于滴到水面上的油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积
D．油酸分子直径的数量级是10－15 m
【答案】AB [油酸在水面上形成单分子油膜，将油酸分子视为球形，其分子直径即为膜的厚度，它等于滴在水面上的油酸的体积除以油膜的面积，而酒精已溶于水或挥发，故A、B对，C错，油酸分子直径的数量级为10－10 m，故D错．]
7．(2018年烟台期末)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，下列说法错误的是( )
A．实验中撒的痱子粉应该越多越好
B．该实验中的理想化假设是油膜为单层分子且都是球形，分子一个挨一个排列，它们间的间隙可忽略
C．实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
D．实验中只需要测量油膜面积，即可求出油酸分子直径
【答案】ACD [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，注意痱子粉均匀洒在水面上适量即可，不能太多，故A错误；该实验中的理想化假设是油膜为单层分子且都是球形，分子是一个挨一个排列，它们间的间隙可忽略，故B正确；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，它不能使边界清晰，故C错误；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分子的直径，但要想测出直径需要再测量油酸的体积，故D错误．故选ACD．]
8．某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于( )
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，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1 mL的溶液的滴数多计了10滴
【答案】AC [油酸未完全散开，其厚度就可能是分子直径的成千上万倍；而油酸中含有酒精会溶于水，并很快挥发，不影响分子直径的大小；C项中计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会使油膜面积的测量值减小，D项中会使一滴溶液体积测量值减小，从而测算的分子直径偏小．]
二、非选择题
9．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去，多于半个的算一个)，再根据方格的边长求出油膜的面积S.
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2 cm深的水．
D．用公式d＝，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整，请指出：
(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
上述实验步骤的合理顺序是_____________________________________________．
【答案】(1)C步骤中，要在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉
(2)实验时，还需要：F.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 C、F、B、A、E、D
解析：在滴入油酸酒精溶液之前，应将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上，这样可以清楚地看出油酸的轮廓，另外，在实验过程中，必须记下一滴油酸的体积．
10．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1 000 mL溶液中有纯油酸0.1 mL，用注射器测得 1 mL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1 cm，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________nm.
【答案】5×10－7 40 12.5
解析：每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V＝× mL＝5×10－7 mL，
油膜的面积S＝40×1 cm2＝40 cm2，
分子直径d＝ m＝1.25×10－10 m＝12.5 nm.
11．(2018年大庆名校期末)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水．待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上．
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是：________(填写步骤前面的数字)．
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为____________m(结果保留1位有效数字)．
(3)下列说法不能作为油膜法粗略测定分子直径的实验基础是____________．
A．油滴扩散为油膜时体积不变
B．油酸分子直径的数量级是10－10 m
C．让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜
(4)实验中若油酸未完全散开，会导致计算分子直径的结果________(填“偏大”或“偏小”)．
【答案】(1)④①②⑤③ (2)5×10－10 (3)B (4)偏大
解析：(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积④→准备浅水盘①→形成油膜②→描绘油膜边缘，测量油膜面积⑤→计算分子直径③.
(2)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V＝××10－6 m3＝×10－9 m3；油酸分子直径d＝＝ m≈5×10－10 m.
(3)油滴扩散为油膜时体积不变，则说明已形成单分子油膜；油酸分子直径的数量级是10－10m，不是实验基础；让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜，属于实验基础．故选B．
(4)油酸未完全散开，测得的油膜面积偏小，由d＝可知d的计算结果明显偏大．
12．(2018年阳江名校期末)在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验方法及步骤如下：
①向体积V油＝1 mL油酸中加酒精，直至总量达到V总＝1 000 mL；
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝50滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL；
③先往边长30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸在水面上尽可能散开，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸膜的形状；
⑤描出的轮廓如图所示，已知每个小正方形的边长l＝2 cm，数出轮廓范围内正方形的个数，可以算出油酸膜的面积S；
⑥结合以上数据，可计算得到油酸分子的直径D．
根据以上信息，回答下列问题：(本题均保留1位有效数字)
(1)步骤④中要让油酸尽可能散开的原因是______________________________________
________________________________________________________________________；
(2)油酸膜的面积S是________m2；
(3)油酸分子的直径D是________m.
【答案】(1)让油酸在水平面上形成单分子油膜 (2)3×10－2
(3)7×10－10
解析：在该实验中，由于油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上，以便于操作．
(1)实验中要让油酸尽可能散开，目的是形成单分子油膜层．
(2)由图示可知，由于每格边长为2 cm，则每一格就是4 cm2，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，估算为73格．则油酸薄膜面积
S＝73×4 cm2＝292 cm2≈3×10 －2 m2.
(3)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V′＝×＝2×10－5 mL，
油酸分子的直径d＝＝＝7×10－10 m.
课件32张PPT。第二节 测量分子的大小1．关于分子，下列说法正确的是( )
A．分子是组成物质的最小粒子
B．分子是保持物质化学性质的最小粒子
C．分子是保持物质物理性质的最小粒子
D．分子是假想的物质粒子
【答案】B
3．阿伏加德罗常数所表示的是( )
A．1 g物质内所含的分子数
B．单位体积的物质中所含的分子数
C．1 mol物质中所含的原子数
D．1 mol任何物质中所含的粒子数
【答案】D [由阿伏加德罗常数的定义可知D对，1 mol物质中所含的原子数无普遍意义，C错．]1．实验原理
(1)理想化：认为油酸薄膜是由__________紧密排列组成的．
(2)模型化：把油酸分子简化成________．单层分子 小球 直径 2．实验器材：注射器(或滴管)、___________、浅盘、__________、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、__________．
3．由实验得到油酸分子大小的数量级是________m．量筒 玻璃板 坐标纸 10－10 在用油膜法测分子大小的实验中，把分子看成了怎样的模型？
【答案】(1)看成小球；(2)小球紧密相挨；(3)小球间无空隙．用油膜法测定分子的大小3．向浅盘中倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层痱子粉，在水面上用滴管滴一滴油酸酒精溶液．当油层不再扩散，形状稳定时，就近似形成单分子油膜．
4．将玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上．
5．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．
6．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径．
7．洗净浅盘，擦去玻璃板上的油膜轮廓线，重复实验2～3次．
二、数据处理4．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．
5．从盘的中央加痱子粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉撒在水面上的效果好．
6．本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可．
特别提醒：油酸溶液需配制，记住浓度百分比．撒粉滴油要均匀，算出油酸的体积．放板描图算面积，计算直径数量级．
例1 用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材：浓度为 0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1 mL 的量筒、盛有适量清水的45×50 cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、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%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．将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为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 cm2
(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小______．(单位：cm)(1)油酸膜的面积；
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．
题眼直击：油膜法估测分子直径．
解题流程：答案：(1)2.32×10－2 m2 (2)1.2×10－5 mL
(3)5.2×10－10 m
【题后反思】明确油膜法测分子直径是把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜．在计算分子大小时，通常可以把分子看成是一个个弹性小球，这是一个近似模型．通常认为油膜厚度等于油酸分子的直径，而油酸分子是一个紧挨着一个整齐排列的，这是一种将问题简化处理的方法．1．(2018年菏泽质检)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；油滴面积为S，则：
(1)用以上物理量的符号表示计算分子直径大小的公式为d＝______．
(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是______．
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开2．(2017年郑州三模)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将一滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，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10 mm，该油膜的面积是________m2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2 %,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2 mL，则油酸分子的直径为________m．(结果均保留2位有效数字)【答案】8.0×10－3 7.5×10－10
