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第二节 测量分子的大小
(时间:60分钟)
题组一 实验原理及步骤
( )
答案 B
2.“用油膜法估测分子的大小〞实验的简要步骤如下:
,数出轮廓内的方格数(缺乏半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油膜的面积S.
,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.
.
=,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小.
,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.
上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整,请指出:
(1)______________________________________________________.
(2)______________________________________________________.
上述实验步骤的合理顺序是________________________________.
答案 (1)C步骤中,要在水面上均匀地撒上痱子粉或石膏粉
(2)实验时,还需要:,记下量筒内增加一定体积时的滴数 C、F、B、A、E、D
解析 在滴入油酸酒精溶液之前,应将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上,这样可以清楚地看出油酸的轮廓,另外,在实验过程中,必须记下一滴油酸的体积.
题组二 数据处理与误差分析
3.(双选)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
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( )
,1mL的溶液的滴数多记了10滴
答案 AC
解析 油酸分子直径d=.计算结果明显偏大,可能是V取大了或S取小了,油酸未完全散开,所测S偏小,d偏大,A正确;油酸中含有大量的酒精,不影响结果,B错;假设计算油膜面积时舍去了所有缺乏一格的方格,使S变小,d变大,C正确;假设求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴,使V变小,d变小,D不正确.
,要测定阿伏加德罗常数,只需要知道油酸的 ( )
答案 B
解析 知道分子直径后,可以求出分子的体积V0=π()3=πd3,假设再知道摩尔体积,即可求出NA,即NA=.
×102kg/m3,,最后形成油膜的最大面积约为 ( )
-10m2
答案 B
解析 由d=,得S===m2=104m2.
6.(双选)在“用油膜法估测分子大小〞的实验中,假设油的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴质量为m,油滴在液面上扩散后的最大面积为S,阿伏加德罗常数为NA,以上各量均为国际单位,那么 ( )
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=
=
=·NA
=·NA
答案 BC
解析 由油膜法得分子直径d==
故B正确,A错.
又n=n′·NA=·NA
故C正确,、C.
“用油膜法估测分子的大小〞的误差,以下方法可行的是( )
,记下滴数n,那么1滴溶液含纯油酸的体积V=mL
,在浅盘里倒入一些水,使水面离盘口距离小一些
,再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上
答案 B
解析 A项在计算一滴溶液中含纯油酸体积时忘记乘以溶液的浓度,故A项说法错误;B项的做法是正确的;多滴几滴油酸酒精溶液能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些,但多滴以后会使油膜面积增大,可能使油膜这个不规那么形状的一局部与浅盘的壁相接触,这样油膜就不是单分子油膜了,故C项错;D项中的做法没有必要,并且牙签上沾有油酸,会使油酸体积测量误差增大.
,一滴油形成的油膜面积为S,这种油的摩尔质量为μ,密度为ρ,那么每个油分子的直径
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d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V=πR3)
=,NA= =,NA=
=,NA= =,NA=
答案 B
解析 一滴油体积为,故直径d=;油的摩尔体积为Vmol=,一个油分子的体积为V0=πd3=,故NA==,故B正确.
,美国墨西哥湾原油泄漏事件引起了国际社会的高度关注,墨西哥湾沿岸生态环境正在遭遇“灭顶之灾〞,相关专家指出,污染可能导致墨西哥湾沿岸1000英里长的湿地和海滩被毁,渔业受损,,那么油膜厚度大约是分子直径数量级的________倍.(×103kg/m3,结果保存一位有效数字)
答案 9×102
解析 原油的体积V==m3,那么形成的油膜厚度就应为d==m≈9×10-8m,所以约是分子直径数量级的=900倍.
“用油膜法估测分子的大小〞的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=·mol-1,密度ρ=×103kg·m-,那么1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是____m2.
(取NA=×1023mol-1,球的体积V与直径D的关系为V=πD3,结果保存一位有效数字)
答案 1×101
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解析 一个油酸分子的体积V=,又V=πD3,得分子直径D=
最大面积S=,解得S=1×101m2.
,教给大家一种快速区分真假香油的方法:将购置的香油滴在水面上,“用油膜法估测油酸分子大小〞这一实验,想通过类似方法测定一滴香油形成的油膜的厚度,于是借助“油膜法估测油酸分子大小〞的实验器材得到了一滴香油的油膜轮廓图,如图,一滴香油的体积约为10-2cm3,方格边长为2cm,试求该油膜的厚度.
答案 ×10-7m
解析 由图知该油膜面积S=120×4×10-4m2=×10-2m2,d==m=×10-7m.