2025版新教材高考物理復習特訓卷考點87實驗：用油膜法估測油酸分子的大小

考點87試驗：用油膜法估測油酸分子的大小1.[2024·陜西西安中學高三階段練習]在“用油膜法估測分子的大小”試驗中：（1）下列說法正確的是；A．將油膜看成單分子層油膜是一種志向化假設B．試驗中運用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對油酸溶液起到稀釋作用C．用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，若100滴溶液的體積是1mL，則1滴溶液中含有油酸10－2mLD．在計算油酸膜面積時，只須要數(shù)出完整方格的數(shù)目，對不完整的方格均不計數(shù)（2）某老師為本試驗配制油酸酒精溶液，試驗室配備的器材有：面積為0.22m2的蒸發(fā)皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒體積約為1毫升）、純油酸和無水酒精若干．已知分子直徑數(shù)量級為10－10m，則該老師配制的油酸酒精溶液濃度（油酸與油酸酒精溶液的體積比）至多為‰（保留兩位有效數(shù)字）.2.[2024·全國高三課時練習]某試驗小組完成“用油膜法估測油酸分子的大小”的試驗．（1）該小組進行下列試驗操作，請選出須要的試驗操作，并將它們按操作先后依次排列：DC（用字母符號表示）；（2）某次試驗時，滴下油酸酒精溶液后，痱子粉快速散開形成如圖所示的“鋸齒”邊沿圖案，出現(xiàn)該圖樣的可能緣由是．A．盆中裝的水量太多B．痱子粉撒得太多，且厚度不勻稱C．盆太小，導致油酸無法形成單分子層3.在“油膜法估測油酸分子的大小”試驗中，（1）本試驗中做了三點志向化假設：將油酸分子視為球形；；油酸分子是緊挨在一起的；（2）配置油酸酒精溶液時，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸5mL，用注射器測得0.5mL上述溶液有100滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為2cm，則估測出油酸分子的直徑是m；（此結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）在一次試驗中得到了如圖所示的油膜，假如按此油膜來計算分子直徑，你認為測量結(jié)果相對真實值會．（填“偏大”“偏小”或“無系統(tǒng)誤差”）4.在估測油酸分子大小的試驗中，詳細操作如下：①取油酸1.0mL注入2500mL的容量瓶內(nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達到2500mL的刻度為止，搖動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，記錄滴入的滴數(shù)，直到達到1.0mL為止，恰好共滴了100滴；③在邊長約40cm的淺水盤內(nèi)注入約2cm深的水，將細爽身粉勻稱地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，酒精揮發(fā)后，油酸在水面上盡可能地散開，形成一層油膜，膜上沒有爽身粉，可以清晰地看出油膜輪廓；④待油膜形態(tài)穩(wěn)定后，將事先打算好的玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上繪出油膜的形態(tài)；⑤將畫有油酸膜形態(tài)的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上．（1）利用上述詳細操作中的有關數(shù)據(jù)可知一滴油酸的酒精溶液含油酸為m3，油膜面積為m2，求得的油酸分子直徑為m（此空保留一位有效數(shù)字）．（2）若阿伏加德羅常數(shù)為NA，油酸的摩爾質(zhì)量為M，油酸的密度為ρ.則下列說法正確的是．A．1kg油酸所含分子數(shù)為ρNAB．1m3油酸所含分子數(shù)為eq\f(ρNA,M)C．1個油酸分子的質(zhì)量為eq\f(NA,M)D．油酸分子的直徑約為eq\r(3,\f(6M,ρNA))（3）某同學試驗中最終得到的油酸分子的直徑和大多數(shù)同學的比較，數(shù)據(jù)都偏大．出現(xiàn)這種結(jié)果的緣由，可能是．A．計算油酸膜面積時，錯將全部不完整的方格作為完整的方格處理B．水面上爽身粉撒的較多，油酸膜沒有充分綻開C．做試驗之前油酸溶液擱置時間過長考點87試驗：用油膜法估測油酸分子的大小1．答案：(1)AB(2)1.1解析：(1)在“用油膜法估測分子的大小”試驗中，分子直徑是依據(jù)體積與面積之比求出的，所以須要將油膜看成單層分子油膜，不考慮各油膜分子間隙，故A正確；油酸可以融于酒精，因此酒精對油酸溶液起稀釋作用，便利于測量；故B正確；1滴溶液中含有油酸酒精溶液是10－2mL，含純油酸的體積小于10－2mL，故C錯誤；全部完整方格內(nèi)的油膜面積小于真實油膜面積，應計算面積大于半格的個數(shù)，故D錯誤．故選AB.(2)由題意，形成油膜的面積不能超過蒸發(fā)皿的面積，當油膜面積等于蒸發(fā)皿面積時，油酸酒精溶液濃度最大．一滴油酸的體積V0＝dS＝10－10m×0.22m2＝2.2×10－11m3一滴油酸酒精溶液的體積V＝eq\f(1,50)cm3＝2×10－8m3則油酸酒精溶液濃度至多為eq\f(V0,V)＝1.1‰2．答案：(1)BFE(2)B解析：(1)“用油膜法估測油酸分子的大小”的試驗步驟為：用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，登記量筒內(nèi)每增加肯定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積；往淺盤里倒入約2cm深的水，水面穩(wěn)定后將適量痱子粉勻稱撒在水面上；用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形態(tài)穩(wěn)定，將帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形態(tài)用彩筆描繪在玻璃板上；計算出油膜的面積，依據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小．則試驗操作依次為DBFEC.(2)出現(xiàn)該圖樣的可能緣由是：痱子粉撒得太多，且厚度不勻稱，導致油酸沒有勻稱排列開．故選B.3．答案：(1)油酸分子形成單層分子膜(2)1.0×10－9m(1.1×10－9m)(3)偏大解析：(1)本試驗中做了三點志向化假設：將油酸分子視為球形；油酸分子形成單層分子膜；油酸分子是緊挨在一起的．(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝eq\f(5,1000)×eq\f(0.5,100)mL≈2.5×10－5mL依據(jù)超過半格的算一個，不足半格的舍去原則，可得油酸膜的面積為S＝60×4cm2＝240cm2估測出油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2.5×10－5,240)cm≈1.0×10－9m(3)由圖可知該次試驗中痱子粉撒太多，油膜未能充分綻開，此時所測油膜面積偏小，所以油酸分子的直徑測量結(jié)果相對真實值偏大．4．答案：(1)4×10－121.14×10－2(1.12×10－2～1.19×10－2)4×10－10(2)B(3)B解析：(1)一滴油酸酒精溶液含純油酸的體積為V＝eq\f(1,2500)×eq\f(1,100)×10－6m3＝4×10－12m3超過半格的有114格，故油膜面積為S＝114×1×10－4m2＝1.14×10－2m2，油酸分子直徑為d＝eq\f(V,S)≈4×10－10m(2)1kg油酸所含分子數(shù)為N＝eq\f(NA,M)，A錯誤；1m3油酸所含分子數(shù)為N＝eq\f(V′,V)NA＝eq\f(\f(1m3,M),ρ)·NA＝eq\f(ρNA,M)，B正確；1個油酸分子的質(zhì)量為m0＝eq\f(M,NA)，C錯誤；設油酸分子為球形且直徑為d，則一個油酸分子的體積為V0＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))3，油酸的摩爾體積為V＝eq\f(M,ρ)，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(V,V0)聯(lián)立可解得d＝eq\r(3,\f(6M,ρπNA))，D錯誤．故選