專題117用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)(原卷版)

2023高考一輪知識(shí)點(diǎn)精講和最新高考題模擬題同步訓(xùn)練第十九章熱學(xué)專題117用油膜法估測(cè)油酸分子的大小第一部分知識(shí)點(diǎn)精講一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠糜湍しü罍y(cè)油酸分子的大小。二、實(shí)驗(yàn)原理把一定體積的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖所示。不考慮分子間的間隙，把油酸分子看成球形，計(jì)算出1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積V并測(cè)出油膜面積S，求出油膜的厚度d，即d=V三、實(shí)驗(yàn)器材油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺盤、玻璃板、坐標(biāo)紙、彩筆、爽身粉或細(xì)石膏粉。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.用注射器往小量筒中滴入1?mL油酸酒精溶液，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積V2.在淺盤中倒入約2?cm3.將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上。4.待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆（或鋼筆）畫出油酸薄膜的形狀。5.將玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S；或者玻璃板上有邊長(zhǎng)為1?cm的方格，則也可通過(guò)數(shù)方格數(shù)，算出油酸薄膜的面積S6.根據(jù)已配好的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V。7.計(jì)算油酸薄膜的厚度d=V五、數(shù)據(jù)處理在實(shí)驗(yàn)中由d=VS計(jì)算分子直徑，1.一滴油酸酒精溶液的平均體積V02.一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積V=V0×3.油膜的面積S=na2（n為小正方形的有效個(gè)數(shù)，六、誤差分析1.油酸酒精溶液配制后長(zhǎng)時(shí)間放置，酒精的揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致溶液的濃度改變，從而給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)較大的誤差。2.利用量筒測(cè)量油酸酒精溶液的體積時(shí)，沒(méi)有使用正確的觀察方法而產(chǎn)生誤差。3.油滴的體積過(guò)大，同時(shí)水面面積過(guò)小，不能形成單分子油膜。4.描繪油膜形狀的畫線誤差。5.利用小正方形個(gè)數(shù)計(jì)算輪廓的面積時(shí)，輪廓的不規(guī)則性容易帶來(lái)誤差。6.不考慮油酸分子的空隙，計(jì)算分子直徑的誤差。七、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)前，必須把所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗干凈，實(shí)驗(yàn)時(shí)吸取油酸、酒精和溶液的移液管不能混用，否則會(huì)增大誤差，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.待測(cè)油酸擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個(gè)原因：一是水面受油酸酒精溶液液滴的沖擊凹陷后又恢復(fù)；二是酒精揮發(fā)后液面收縮。3.本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)量級(jí)符合要求即可。4.爽身粉不宜撒得過(guò)厚，油酸酒精溶液的濃度要適宜。5.向水面滴油酸酒精溶液時(shí)，應(yīng)靠近水面，不能離水面太高，否則油膜輪廓難以形成。第二部分最新高考題精選1.(2011·全國(guó))在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①往邊長(zhǎng)約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水．待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上。②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定。③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。④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，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積。⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步驟中，正確的順序是__________。(填寫步驟前面的數(shù)字)(2)將1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；測(cè)得lcm3的油酸酒精溶液有50滴。現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上，測(cè)得所形成的油膜的面積是0.13m2。由此估算出油酸分子的直徑為_________m。(結(jié)果保留l位有效數(shù)字)2．（2011·江蘇）某同學(xué)在進(jìn)行“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)前，查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)得知：油酸的摩爾質(zhì)量M=0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×103kg·m-3.。若100滴油酸的體積為1ml，則1滴油酸所能形成的單分子油膜的面積約是多少？(取NA=6.02×1023mol-1.球的體積V與直徑D的關(guān)系為，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)3.（2011·上海）在“用單分子油膜估測(cè)分子大小”實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：①取一定量的無(wú)水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測(cè)出它的體積；③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測(cè)量油膜的面積。改正其中的錯(cuò)誤：(2)若油酸酒精溶液體積濃度為0.10%，一滴溶液的體積為4.8×10-3mL，其形成的油膜面積為40cm2，則估測(cè)出油酸分子的直徑為m。第三部分最新模擬題精選1.（2022浙江湖州期末）在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①往淺盆里倒入適量的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；③將玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，從而估算出油酸分子直徑的大?。虎軐?的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液，用注射器將溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入80滴，量筒內(nèi)的溶液增加1；⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上；（1）上述步驟中，正確的順序是________________（填寫步驟前面的數(shù)字）（2）每一滴油酸酒精溶液中含有的純油酸體積為__________。油酸膜邊緣輪廓如圖所示（已知圖中正方形小方格的邊長(zhǎng)為1），則可估算出油酸分子的直徑約為__________m（此空保留一位有效數(shù)字）（3）完成本實(shí)驗(yàn)有三點(diǎn)理想化假設(shè)：（請(qǐng)將第②條補(bǔ)充完整）①將油酸分子視為球形；②__________；③油酸分子緊密排列無(wú)間隙。（4）實(shí)驗(yàn)后，某小組發(fā)現(xiàn)所測(cè)得的分子直徑d明顯偏小，出現(xiàn)這種情況的可能原因是__________。A.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒(méi)有充分展開B.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計(jì)算C.求每滴溶液體積時(shí)，1溶液的滴數(shù)計(jì)多了D.油酸酒精溶液久置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化2.（2022安徽巢湖一中等十校聯(lián)盟最后一卷）關(guān)于“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將痱子粉撒在水面上，再將油酸酒精溶液滴入水中B.實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到油膜的面積先增大后不變C.在水面上撒的痱子粉偏多，會(huì)讓油酸分子直徑的測(cè)量值偏大D.估算油酸分子的直徑時(shí)用純油酸的體積除以對(duì)應(yīng)的油膜面積E.用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成規(guī)則形狀可以減小實(shí)驗(yàn)誤差3.（2022湖北新高考協(xié)作體高二質(zhì)檢）在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用量筒和注射器測(cè)得60滴這樣的溶液為1mL，用注射器把一滴該溶液滴入表面撒有痱子粉的淺盤里，待油膜形狀穩(wěn)定后，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油膜的輪廓，如圖所示。圖中正方形小方格的邊長(zhǎng)為2cm。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是___________mL；（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)及圖中的面積，估測(cè)出油酸分子的直徑是___________m；（3）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是（）A．選用油酸酒精溶液而不是純油酸，目的是讓油酸盡可能散開，形成單分子油膜B．若油酸沒(méi)有充分散開，油酸分子直徑的計(jì)算結(jié)果將偏小C．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直徑的計(jì)算結(jié)果將偏大D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時(shí)，滴數(shù)少記了幾滴，油酸分子直徑的計(jì)算結(jié)果將偏小0.1mL250mL的植物油酒精溶液，用1.0mL100滴，現(xiàn)取一滴該溶液滴入水面中上，將油膜形狀畫在邊1.0cm671419個(gè)。則.(1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)分子視為 的油膜可視為單分子油膜，這層油膜的厚度可視為植物油分子的 。(2)利用上述具休操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知一滴植物油酒精溶液含植物油為 膜面積為 m2，求得的油膜分子直徑為 m（結(jié)果全部取兩位有效數(shù)字）5．（10分）（2020北京朝陽(yáng)一模）在“油膜法估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中，我們通過(guò)宏觀量的測(cè)量間接計(jì)算微觀量。（1）本實(shí)驗(yàn)利用了油酸分子易在水面上形成（選填“單層”或“多層”）分子油膜的特性。若將含有純油酸體積為V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測(cè)油酸分子的直徑為。（2）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中先取一定量的無(wú)水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液，測(cè)量并計(jì)算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積后，接著又進(jìn)行了下列操作：A．將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地?cái)U(kuò)展為形狀穩(wěn)定的油酸薄膜B．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上計(jì)算油酸薄膜的面積C．將玻璃板蓋到淺水盤上，用彩筆將油酸薄膜的輪廓畫在玻璃板上D．向淺盤中倒入約2cm深的水，將痱子粉均勻地撒在水面上以上操作的合理順序是（填字母代號(hào)）。（3）若實(shí)驗(yàn)時(shí)痱子粉撒的太厚，則所測(cè)的分子直徑會(huì)（選填“偏大”或“偏小”）。6．(1)（5分）（2020江西南昌一模）用油膜法估測(cè)分子的大小。①下面給出的實(shí)驗(yàn)步驟中，正確排序應(yīng)為____。（填序號(hào)）A．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上B．用滴管將濃度為0.l%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒中，記下滴人ImL油酸酒精溶液的滴數(shù)NC．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為lcm的正方形為單位，計(jì)算輪癬內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)約為M個(gè)，算出油酸薄膜的面積D．將痱子粉均勻地撤在淺盤內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.1%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央滴入一滴②利用以上測(cè)量數(shù)據(jù)，寫出單個(gè)油酸分子直徑的表達(dá)式為____。7.（2020湖北黃岡模擬3）用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①向體積為V1的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V2；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V0；

③先往邊長(zhǎng)為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；

⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長(zhǎng)為a的小正方形的坐標(biāo)紙上；

⑥計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格。

上述實(shí)驗(yàn)步驟中有遺漏和錯(cuò)誤，遺漏的步驟是______；錯(cuò)誤的步驟是______（指明步驟，并改正），油酸分子直徑的表達(dá)式d=______8（2021上海位育中學(xué)高二期中）在“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中：（1）與實(shí)驗(yàn)中“將油酸分子看成球形”采用的方法相同的是。A.引入質(zhì)點(diǎn)的概念B.平均速度的定義C.引入重心的概念D.研究加速度與力或質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)（2）有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①往邊長(zhǎng)約為40?cm的淺盤里倒入約2?②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定。③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和油膜面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。④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，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積。⑤將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上。上述步驟中，正確的順序是。（填寫步驟前面的數(shù)字）（3）將1?cm3的油酸溶于酒精，制成300?cm3的油酸酒精溶液；測(cè)得1?cm3的油酸酒精溶液有（4）某同學(xué)在用油膜法估測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算結(jié)果明顯偏大，可能是由哪些原因造成的？（試寫出兩條）9.（5分）（2019石家莊二模）在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，將1mL的油酸加入酒精中配制成1000mL的油酸酒精溶液，通過(guò)注射器測(cè)得80滴這樣的溶液為1mL，取1滴溶液滴在撒有痱子粉的淺水槽中，待油膜界面穩(wěn)定后，測(cè)得油膜面積為253cm2。①估算油酸分子的直徑d＝m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。②將上述油酸酒精溶液置于一個(gè)敞口容器中放置一段時(shí)間，再使用該溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)會(huì)導(dǎo)致分子直徑的測(cè)量結(jié)果（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。10（2019安徽合肥三模）（1）在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，配制好濃度為0.06%的油酸酒精溶液（單位體積溶液中含有純油酸的體積），1ml上述溶液用注射器剛好滴75滴；在撒有均勻痱子粉的水面上用注射器滴1滴油酸酒精溶液，水面上形成油酸薄膜，下圖為油膜穩(wěn)定后的形狀，每個(gè)正方形小方格的邊長(zhǎng)為10mm。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的有（）（填正確答案標(biāo)號(hào)）A.油膜的面積為100cm2

B.一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為8.0×10-6mlQUOTE8.0×10-6ml

C.油酸分子的直徑約為7.4×10-9m

D.為減小誤差應(yīng)將注射器移到水面中央靠近水面處滴人溶液

E.