2020屆高三物理練習 實驗用油膜法估測分子的大小 新人教版

選考部分 選修3-3 第十一章 第3單元 實驗 用油膜法估測分子的大小1“用油膜法估測分子的大小”實驗的簡要步驟如下：A將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)(不足半個的舍去，多于半個的算一個)，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S.B將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上C用淺盤裝入約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根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V.(1)上述步驟中有步驟遺漏或步驟不完全，請指出：_(2)上述實驗步驟的合理順序是_解析：(1)C步驟中，要在水面上均勻地撒上石膏粉或痱子粉實驗中，要有步驟F：用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時的滴數(shù)(2)合理順序為CFBAED答案：(1)見解析(2)CFBAED2在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，現(xiàn)有按體積比為nm配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個盛有約2 cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒請補充下述估測分子大小的實驗步驟：(1)_(需測量的物理量自己用字母表示)(2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標紙上，如圖1133所示(已知坐標紙上每個小方格面積為S，求油膜面積時半個以上方格面積記為S，不足半個的舍去)則油膜面積為_(3)估算油酸分子直徑的表達式為d_.解析：(1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀其體積V.(2)利用補償法，可查得面積為8S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V×，油膜面積S8S，由d，得d.答案：(1)見解析(2)8S(3)3.油酸酒精溶液的濃度為每1000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，現(xiàn)用滴管向量筒內(nèi)滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加了1 mL，若把一滴這樣的油酸酒精溶液滴入足夠大盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成的油膜的形狀如圖1134所示若每一小方格的邊長為25 mm，試問：(1)這種估測方法是將每個油酸分子視為_模型，讓油酸盡可能地在水面上散開，則形成的油膜可視為_油膜，這層油膜的厚度可視為油酸分子的_圖1134中油酸膜的面積為_m2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是_m3；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是_m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)某同學在實驗過程中，在距水面約2 cm的位置將一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，這是為什么呢？請寫出你分析的原因：_.解析：油膜面積約占70小格，面積約為S70×25×25×106 m24.4×102 m2，一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為V××106 m31.2×1011 m3，油酸分子的直徑約等于油膜的厚度d m2.7×1010 m.答案：(1)球體單分子直徑4.4×10212×10112.7×1010(2)主要有兩個原因：水面受到落下油滴的沖擊，先陷下后又恢復水平，因此油膜的面積擴張；油酸酒精溶液中的酒精揮發(fā)，使液面收縮4在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，已知一滴溶液中油酸的體積為V，配制的油酸溶液中純油酸與溶液體積之比為1500，1 mL油酸溶液50滴，那么一滴溶液的體積是_mL，所以一滴溶液中油酸體積為V_ cm3.若實驗中測得的結(jié)果如下表所示，請根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫空白處的數(shù)值，并與公認的油酸分子直徑值d05.12×1010m作比較，并判斷此實驗是否符合數(shù)量級的要求次數(shù)S(cm2)d(107cm)d平均值153825453563解析：1滴溶液的體積V溶液 mL，其中含油酸體積VV溶液4×105cm3，據(jù)此算出3次測得的d值分別為d17.43×108cm，d27.34×108 cm，d37.10×108cm，其平均值7.29×108cm7.29×1010m，這與公認值的數(shù)量級相吻合，故本次估測數(shù)值符合數(shù)量級的要求答案：4×1050.7430.7340.7107.29×1010 m符合5利用油膜法可以粗略測出阿伏加德羅常數(shù)，把密度0.8×103 kg/m3的某種油，用滴管滴出一滴在水面上形成油膜，已知這滴油的體積為V0.5×103 cm3，形成的油膜面積為S0.7 m2.油的摩爾質(zhì)量M0.09 kg/mol.若把油膜看成是單分子層，每個油分子看成球形，只需要保留一位有效數(shù)字，那么：(1)該油分子的直徑是多少？(2)由以上數(shù)據(jù)可粗略測出阿伏加德羅常數(shù)NA的值是多少？(先列出計算式，再代入數(shù)據(jù)計算)解析：(1)由d可得：d m7×1010 m(2)每個油分子的體積V0d3油的摩爾體積Vmol假設(shè)油是由油分子緊密排列而成的，有：NA代入數(shù)據(jù)可得NA6×1023 mol1.答案：(1)7×1010 m(2)見解析