2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 课后训练提升 一、选择题（第1~3题为单选题，第45题为多选题） 1.将1cm3油酸溶于酒精中，制成200cm3油酸酒精溶液。已知1cm3溶液中有50 滴，现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一 单分子薄层。已测出这薄层的面积为0.22，由此估测油酸分子的直径为() A.2×1010m B.5×10-10m C.2×109m D.5×10-9m 答案B 解析：1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为1一×106m=1010m3,油膜分子是 200×50 单分子油膜，根据d片=2m=5x10-10m故选项B正确。 2.在用油膜法估测分子的大小实验中所用的油酸酒精溶液为每1000L溶液中 有纯油酸0.6mL。用注射器测得1mL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，测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个 小正方形方格的边长均为1cm,下列说法不正确的是() A.实验时将油酸分子看成球体 B.实验时不考虑各油酸分子间的间隙 C.使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜 D.该实验测出油酸分子的直径约是6.5×108m 答案D 解析：在用油膜法估测分子的大小实验中，实验的基本原理是①让油膜尽可能散 开，形成单分子层，②把油酸分子看成球形，③不考虑分子之间空隙，选项A、B正 确：由于酒精易溶于水，使用油酸酒精溶液的目的是让油膜在水面上形成单层分子 油膜，选项C正确；一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V=工×06 801 1000 mL=7.5×10-6mL=7.5×10-12m3,所以油酸分子直径为d==25×102 115×10m=6.5×1010 m,选项D错误。 3.为了减小用油膜法估测分子的大小的误差，下列方法可行的是() A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积， 则每滴油酸酒精溶液的体积2= 100 B.把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘距离小一些 C.先在浅盘水中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴4滴在水面上
2.实验:用油膜法估测油酸分子的大小 课后· 一、选择题(第 1~3 题为单选题,第 4~5 题为多选题) 1.将 1 cm3 油酸溶于酒精中,制成 200 cm3 油酸酒精溶液。已知 1 cm3 溶液中有 50 滴,现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水后,油酸在水面上形成一 单分子薄层。已测出这薄层的面积为 0.2 m2 ,由此估测油酸分子的直径为( ) A.2×10-10 m B.5×10-10 m C.2×10-9 m D.5×10-9 m 答案:B 解析:1 滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为 1 200×50 ×10-6 m3=10-10 m3 ,油膜分子是 单分子油膜,根据 d=𝑉 𝑆 = 10 -10 0.2 m=5×10-10 m,故选项 B 正确。 2.在用油膜法估测分子的大小实验中所用的油酸酒精溶液为每 1 000 mL 溶液中 有纯油酸 0.6 mL。用注射器测得 1 mL 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,测得油膜的轮廓形状如图所示。图中每个 小正方形方格的边长均为 1 cm,下列说法不正确的是( ) A.实验时将油酸分子看成球体 B.实验时不考虑各油酸分子间的间隙 C.使用油酸酒精溶液的目的是让油酸在水面上形成单层分子油膜 D.该实验测出油酸分子的直径约是 6.5×10-8 m 答案:D 解析:在用油膜法估测分子的大小实验中,实验的基本原理是①让油膜尽可能散 开,形成单分子层,②把油酸分子看成球形,③不考虑分子之间空隙,选项 A、B 正 确;由于酒精易溶于水,使用油酸酒精溶液的目的是让油膜在水面上形成单层分子 油膜,选项 C 正确;一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 V= 1 80 × 0.6 1 000 mL=7.5×10-6 mL=7.5×10-12 m3 ,所以油酸分子直径为 d=𝑉 𝑆 = 7.5×10 -12 115×10 -4 m=6.5×10-10 m,选项 D 错误。 3.为了减小用油膜法估测分子的大小的误差,下列方法可行的是( ) A.用注射器向量筒里滴 100 滴油酸酒精溶液,并读出量筒里这些溶液的体积 V1, 则每滴油酸酒精溶液的体积 V2= 𝑉1 100 B.把浅盘水平放置,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘距离小一些 C.先在浅盘水中撒些痱子粉,再用注射器把油酸酒精溶液滴 4 滴在水面上
D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 答案B 解析：如果100滴油酸酒精溶液的体积不是整数体积，则不在刻度线上，那么估读 的体积误差就大了，选项A错误：选项B的方法是可行的：先在浅盘水中撒些痱子 粉，再用注射器把油酸酒精溶液滴1滴在水面上，若多滴几滴确实对测量形成油膜 的油酸体积会更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形 状的一部分与浅盘的壁相接触，选项C错误：实验中只要是单分子层油膜即可，并 不需要油膜是矩形，选项D错误。 4.用油膜法估测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.考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油酸分子看成球形 答案：ABD 解析：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1010m,所以选项A、B、D正确，C错误。 5.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.求每滴体积时，1mL溶液的滴数少数了几滴 D.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 答案：ACD 解析：形成的油膜不是单分子层，计算的油膜厚度就不是分子直径，比分子直径大 得多，选项A正确：滴入水中后酒精都溶入水中，选项B错误；计算体积时少数了几 滴，会使计算的油滴体积偏大，计算的分子直径也偏大，选项C正确：数方格时舍去 了所有不足一格的方格，计算出的油膜面积偏小，导致计算结果偏大，选项D正 确。 二、非选择题 6.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1000L 溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液有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，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如 图所示，图中正方形格的边长为1cm
D.用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形 答案:B 解析:如果 100 滴油酸酒精溶液的体积不是整数体积,则不在刻度线上,那么估读 的体积误差就大了,选项 A 错误;选项 B 的方法是可行的;先在浅盘水中撒些痱子 粉,再用注射器把油酸酒精溶液滴 1 滴在水面上,若多滴几滴确实对测量形成油膜 的油酸体积会更精确些,但多滴以后会使油膜面积增大,可能使油膜这个不规则形 状的一部分与浅盘的壁相接触,选项 C 错误;实验中只要是单分子层油膜即可,并 不需要油膜是矩形,选项 D 错误。 4.用油膜法估测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.考虑了各油酸分子间的间隙 D.将油酸分子看成球形 答案:ABD 解析: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,所以选项 A、B、D 正确,C 错误。 5.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.求每滴体积时,1 mL 溶液的滴数少数了几滴 D.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格 答案:ACD 解析:形成的油膜不是单分子层,计算的油膜厚度就不是分子直径,比分子直径大 得多,选项 A 正确;滴入水中后酒精都溶入水中,选项 B 错误;计算体积时少数了几 滴,会使计算的油滴体积偏大,计算的分子直径也偏大,选项 C 正确;数方格时舍去 了所有不足一格的方格,计算出的油膜面积偏小,导致计算结果偏大,选项 D 正 确。 二、非选择题 6.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 1 000 mL 溶液中有纯油酸 0.6 mL,用注射器测得 1 mL 上述溶液有 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,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如 图所示,图中正方形格的边长为 1 cm
(1)油酸薄膜的面积是 cm2。 (2)油酸分子的直径是 m。(结果保留两位有效数字) (3)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,这种油的密度为P,摩尔 质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为 答案：(1118115-121均可)26.4×10-106.2×10-10-6.5x10-10均可)3NA-g 解析：(1)围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，共有118个方格，故油膜 的面积S=118×12cm2=118cm2.2)1滴油酸酒精溶液的体积1=mL,由纯油 酸与溶液体积比为0.6.1000，可得1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 2=品×0。=75×10-12m,而1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面 积S=118x10m2,所以油酸分子直径d-兰=m=64x10-10m。6)油酸的 摩尔体积为ml总每个油酸分子的体积为o-=df名π（白），阿伏加德罗常数为 0 NA-'mOL,联立解得NA-6MS tpv3o 7.一艘油轮装载着密度为900kgm3的原油在海上航行，由于某种事故而使原油发 生部分泄漏导致9t的原油流入大海，则这次事故造成的最大污染面积约为 m2。 答案：101 解析：分子直径的数量级是d=10-10m。由d长p受可知，S=册=101m㎡2。 pd 8.在用油膜法估测分子的大小的实验中。 (1)某同学操作步骤如下： ①用0.5mL的油酸配制了1000mL的油酸酒精溶液： ②用注射器和量筒测得50滴油酸酒精溶液体积为1L: ③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待 其散开稳定： ④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为160 cm2。 则可估算出油酸分子的直径大小d= m。(结果保留一位有效数字) (2)若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注 射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油 酸分子直径 (选填偏大偏小”或“不变)
(1)油酸薄膜的面积是 cm2。 (2)油酸分子的直径是 m。(结果保留两位有效数字) (3)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,这种油的密度为 ρ,摩尔 质量为 M,则阿伏加德罗常数的表达式为 。 答案:(1)118(115~121 均可) (2)6.4×10-10(6.2×10-10~6.5×10-10均可) (3)NA= 6𝑀𝑆 3 π𝜌𝑉 3 解析:(1)围成的方格中,不足半个舍去,多于半个的算一个,共有 118 个方格,故油膜 的面积 S=118×1 2 cm2=118 cm2。(2)1 滴油酸酒精溶液的体积 V1= 1 80 mL,由纯油 酸与溶液体积比为 0.6∶1 000,可得 1 滴油酸酒精溶液中含油酸的体积 V2= 1 80 × 6 1 000 =7.5×10-12 m3 ,而 1 滴油酸酒精溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面 积 S=118×10-4 m2 ,所以油酸分子直径 d=𝑉2 𝑆 = 7.5×10 -12 118×10 -4 m=6.4×10-10 m。(3)油酸的 摩尔体积为 Vmol= 𝑀 𝜌 ,每个油酸分子的体积为 V0= 1 6 πd 3= 1 6 π ( 𝑉 𝑆 ) 3 ,阿伏加德罗常数为 NA= 𝑉mol 𝑉0 ,联立解得 NA= 6𝑀𝑆 3 π𝜌𝑉 3。 7.一艘油轮装载着密度为 900 kg/m3 的原油在海上航行,由于某种事故而使原油发 生部分泄漏导致 9 t 的原油流入大海,则这次事故造成的最大污染面积约为 m2。 答案:1011 解析:分子直径的数量级是 d=10-10 m。由 d=𝑉 𝑆 ,ρ= 𝑚 𝑉 可知,S= 𝑚 𝜌𝑑 =1011 m2。 8.在用油膜法估测分子的大小的实验中。 (1)某同学操作步骤如下: ①用 0.5 mL 的油酸配制了 1 000 mL 的油酸酒精溶液; ②用注射器和量筒测得 50 滴油酸酒精溶液体积为 1 mL; ③在浅盘内盛适量的水,将痱子粉均匀地撒在水面上,滴入一滴油酸酒精溶液,待 其散开稳定; ④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积为 160 cm2。 则可估算出油酸分子的直径大小 d= m。(结果保留一位有效数字) (2)若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注 射器把溶液滴在水面上,拿错的注射器的针管比原来的粗,这会导致实验测得的油 酸分子直径 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)
(3)若已知纯油酸的密度为P,摩尔质量为M,在测出油酸分子直径为d后，还可以 继续测出阿伏加德罗常数NA= (用题中给出的物理量符号表示)。 答案(06×10-102)偏小(6)00 解析)海浦油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为/=品×高mL=×10mL, 把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为告= 160x10m=6xI010m。2)因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒 1×105×10-6 精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据d=二可知这 会导致实验测得的油酸分子直径偏小。(3)海个油酸分子的体积o=π（°= ,则时代加德罗常数NA=从=。 pvo npd3
(3)若已知纯油酸的密度为 ρ,摩尔质量为 M,在测出油酸分子直径为 d 后,还可以 继续测出阿伏加德罗常数 NA= (用题中给出的物理量符号表示)。 答案:(1)6×10-10 (2)偏小 (3) 6𝑀 π𝜌𝑑 3 解析:(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 V= 0.5 1 000 × 1 50 mL=1×10-5 mL, 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 d=𝑉 𝑆 = 1×10 -5 ×10 -6 160×10 -4 m=6×10-10 m。(2)因为拿错的注射器的针管比原来的粗,则每滴油酸酒 精溶液的体积较大,含油酸较多,在水平上形成油膜的面积较大,根据 d=𝑉 𝑆可知这 会导致实验测得的油酸分子直径偏小。(3)每个油酸分子的体积 V0= 4 3 π( 𝑑 2 ) 3 = 1 6 πd 3 ,则阿伏加德罗常数 NA= 𝑀 𝜌𝑉0 = 6𝑀 π𝜌𝑑 3