四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-3：1.6实验探究：用油膜法估测分子的大小 课时作业（含解析）

1.6实验探究：用油膜法估测分子的大小
课时作业（含解析)
1．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用a
mL的纯油酸配制成b
mL的油酸酒精溶液，再用滴管取1
mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S
cm2，则：
(1)估算油酸分子的直径大小是________cm。
(2)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的________。
A．摩尔质量　
B．摩尔体积
C．质量　
D．体积
(3)某同学将制成的油酸酒精溶液敞口放置一段较长的时间，然后去做实验，则他测得的油酸分子直径与真实直径相比________。（填“偏大”、“不变”或“偏小”）
2．油膜法估测分子大小的实验，每500mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL这样的溶液共计80滴。现将1滴这种溶液滴在撒有痱子粉的水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是_________m
3；待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则计算得到的油膜面积_______，估算的油酸分子直径________。（后两空选填“偏大”或“偏小”）
3．用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀的撒入痱子粉
B．将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液
C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积（坐标纸中正方形小方格的边长为）
D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是________（填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，油膜的面积约为______。
（3）已知50滴溶液的体积为，估算油酸分子的直径约为__________（保留两位有效数字）。
4．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40cm的浅盘里倒入约2cm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，等待油膜形状稳定
③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
④在量筒中滴入一滴已配制好的油酸酒精溶液，测出其体积
⑤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
(1)其中有操作错误的步骤是___（填写步骤前面的序号），错误的原因是__________；
(2)已知油酸酒精溶液中油酸体积所占比例为k，N滴油酸酒精溶液体积为V，—滴油酸酒精溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为____。
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．在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液浓度为A，记下N滴溶液总体积为V。边长为a正方形小格的透明方格纸板上，数得油膜占有的小格个数为X。用以上字母表示：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V油酸=______；油酸分子直径D=______。
7．在用油膜法测量分子直径的实验中：
(1)用油膜法测量分子直径大小实验的科学依据是________．
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
(2)体积为10
cm3的油滴，滴在水面上展开形成单分子油膜，则油膜面积的数量级为_____．
A．109
cm2　　　　　B．106
cm2
C．104
cm2
D．102
cm2
(3)将酒精加入1
cm3的油酸中制成200
cm3的油酸酒精溶液．已知1
cm3溶液有50滴，现取1滴油酸溶液滴在水面上，随着酒精蒸发，油酸在水面上形成单分子油膜，已测得油膜层的面积为0.2
m2，由此可以估测油酸分子的直径为________cm.
8．某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径的大小”实验中，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100滴溶液c
mL，把1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，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S
cm2试问：
①这种估测方法是将每个分子视为球形模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_____________。
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是_______mL（用题中字母表示）
9．在用油膜法佔测分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸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，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面湳一滴溶液，酒精抔发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看岀油膜轮廓；
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)利用上述具休操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为________m3，膜面积为_____m2，求得的油膜分子直径为___________m。（结果全部取一位有效数字）
10．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸3mL。用注射器抽得1mL上述溶液，共有液滴50滴。把2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，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，坐标中正方形小方格的边长为20mm。则
(1)油酸膜的面积是__________m2；
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL；
(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________m。（结果均保留两位有效数字）
参考答案
1．
B
偏小
【解析】
(1)[1]．据题得：油酸酒精溶液的浓度为；一滴酸酒精溶液的体积为mL，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
(2)[2]．设一个油酸分子的体积为V1，则
由
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B正确．
故选B．
(3)[3]．置于一个敞口容器中，如果时间偏长，酒精挥发，导致油酸浓度增大，因此油膜面积偏大，则直径的测量值偏小；
2．2.5×10－11
偏小
偏大
【解析】
[1]这滴溶液中纯油酸的体积
[2][3]若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则没有计算到不完整方格的面积，所以计算得到的油膜面积偏小，由可知，估算的油酸分子直径偏大
3．BDAECF
0.022
4.5×10-10
【解析】
（1）[1]．上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）[2]．根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜的面积约为55×4cm2=0.022m2。
（3）[3]．1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为
油酸分子的直径约为
4．④
用量筒测一滴溶液的体积，无法操作，即使能测量，误差也会很大
【解析】
(1)[1]其中有操作错误的步骤是④；
[2]错误的原因是用量筒测一滴油酸酒精溶液的体积，无法操作，即使能测量，误差也会很大。
(2)[3]N滴油酸酒精溶液体积为V，则一滴油酸酒精溶液的体积为，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为，—滴油酸酒精溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为
5．A
【解析】
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．
【点睛】
本题关键明确油膜法测定分子直径实验的实验原理，即形成单分子油膜后，直径为d=V/S.
．
6．
【解析】
[1]由N滴溶液的总体积为V，以及油酸酒精溶液的浓度为A，总体积V除以N，再乘以油酸酒精溶液的浓度A，即可求出一滴酒精溶液中纯油酸的体积
[2]油膜的表面积Xa2，由油膜法的原理得
7．(1)ABD
(2)A
(3)5×10－8
【解析】
（1）用油膜法测量分子直径大小实验的科学依据是：将油膜看成单分子油膜；不考虑各个油酸分子间的间隙；将油酸分子看成球形；故选ABD.
（2）单分子油膜的厚度等于分子的直径，为
所以，故选A．
（3）一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V0=?cm3=1×10-4?cm3=1×10-10?m3
油酸分子的直径为?m=5×10-10?m=5×10-8?cm．
8．单分子
直径
【解析】
①[1][2]
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。
②[3]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是
9．球体
单分子油膜
直径
4.0×10-12
8.1×10-3
4.9×10-10
【解析】
(1)[1][2][3]．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)[4]．一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为
[5]．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=81×1cm×1cm=81cm2=8.1×10-3
m2
[6]．油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为
10．
5.0×10-10
【解析】
(1)[1]采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数，面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积，故
S=60×20×20mm2=2.4×10-2m2
(2)[2]每滴溶液中含有纯油酸的体积为
(3)[3]把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，则油酸分子直径