2018－2019学年高中物理第一章分子动理论课时跟踪检测（二）测量分子的大小（含解析）粤教版选修3_3.doc

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1、- 1 -测量分子的大小1采用油膜法估测分子的直径，需要测量的物理量是( )A1 滴油酸的质量和它的密度B1 滴油酸的体积和它的密度C1 滴油酸的体积和它散成油膜稳定时的面积D所散成的油膜的厚度和它的密度解析：选 C 油膜法估测分子直径的原理为： d ，只需测量 1 滴油酸的体积和它散成VS油膜稳定时的面积(单分子油膜的面积)，则 C 正确。2下列说法不是用油膜法粗测分子直径实验依据的是( )A将油膜看成单分子油膜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将油膜分子看成球形解析：选 C 该实验的原理就是将油分子视为球形，且认为是一个一个紧挨着单层分布，即不考虑分子间的间隙。即 C

2、不正确。3在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，体积为 V 的油滴在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为 D，则测得油分子的直径大约为( )A. B.4V D2 D24VC. D.2V D2 D22V解析：选 A 因是圆形油膜，故油膜面积 S D2，又 V dS 可知答案为 A。144利用油膜法测出了分子直径 D 后，若滴在液面上一滴油酸的体积为 V，水面上形成的单分子油膜面积为 S，这滴油酸中的油酸分子数为 N，阿伏加德罗常数为 NA，则下述表达式近似正确的是( )A V N D3 B S N D216 12C V NADS D S NA D2解析：选 A 油酸分子的体积 V0 D3，

3、所以这滴油酸(共有 N 个分子)的体积16V NV0 N D3，故 A 正确，C 错误；一个油酸分子所占面积 S0 D2，所以含有 N 个分子16 14- 2 -的这滴油酸油膜的面积 S NS0 N D2，故 B、D 错误。145用油膜法测出分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，只需要知道油滴的( )A摩尔质量 B摩尔体积C体积 D密度解析：选 B 假设油酸分子为球形，则每个分子的体积 V ( )3，则 NA Vmol/V。由43 d2以上两式可求出 NA，故应选 B。6某同学在“用油膜法测量分子的大小”实验中得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏小，则对出现这种结果的原因，下列说

4、法中可能正确的是( )A错误地将酒精油酸溶液的体积直接作为油酸的体积进行B计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C计算油膜面积时，只数了完整的方格数D水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开解析：选 B 设坐标纸上每一个小方格的面积为 S0，所画轮廓内的方格数为 n，则分子的直径 d 。由此可知 A、C、D 都将使测量结果偏大，计算油膜面积时，若将不完整的方VnS0格作为完整方格处理会导致油膜面积偏大，从而使所测分子直径偏小，故选 B。7英国星期日泰晤士报2009 年 11 月 23 日报道，英国多座教堂正利用名为“聪明水纳米技术”对抗在教堂屋顶偷盗金属饰品的“飞贼” 。 “聪明水”在

5、特殊的紫外线仪器下可见，在教堂顶部涂抹“聪明水”就好比给教堂屋顶涂上一层“纳米油漆” ，警方借助这层肉眼看不见的油漆，将“飞贼”捕获。若已知 n 滴“纳米水”的总体积为 V，每滴形成的单分子膜面积为 S，这种“纳米水”的摩尔质量为 ，密度为 ，则每个纳米水分子的直径 d 和阿伏加德罗常数 NA分别为( )A d ， NA B d ， NAVS 6 n3S3 V3 VnS n VC d ， NA D d ， NAVnS 6 n3S3 V3 VS n V解析：选 C 纳米水分子的直径为 d ，VnS把纳米水分子看成球体，则有： NA 3 ，43 (d2) 解得 NA ，6 n3S3 V3故 A、B

6、、D 错误，C 正确。8在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中，备有以下器材：用酒精稀释过的油酸、滴管、痱子粉、浅盘及水、玻璃板、彩笔，还缺少的器材有- 3 -_。答案：量筒、坐标纸9 “用油膜法估测分子的大小”的实验利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜，估测分子大小。实验步骤如下：将 5 mL 的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中，盖上盖并摇动，使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液，读出该溶液的体积为 N mL。用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中，记下当杯中溶液到达 1 mL 时的总滴数 n。在边长约 40 cm 的浅盘里倒入自来水，深约 2 cm，将少许石膏粉均匀地轻轻撒在水面上。用滴管往

7、盘中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是该滴中的油酸就在水面上散开，形成油酸薄膜。将平板玻璃放在浅方盘上，待油酸薄膜形成稳定后可认为已形成单分子层油酸膜。用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上。取下玻璃板放在方格子上，量出该单分子层油酸膜的面积 S cm2。在估算油酸分子大小时，可将分子看成球形。用以上实验步骤中的数据和符号表示，油酸分子的半径 r_。解析：由得油酸酒精溶液中的油酸浓度为 ；由得 1 滴油酸酒精溶液中的油酸含量5N为 V mL；弄清各步骤的意义，得：油酸分子的半径 r cm。1n 5N d2 V2S 52nNS答案： cm52nNS10在做“用油膜法

8、估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为 n，又用滴管测得每 N 滴这种油酸酒精溶液的总体积为 V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为 a 的正方形小格的纸上(如图)测得油膜占有的小正方形个数为 m。(1)用以上字母表示油酸分子的大小 d_。- 4 -(2)从上图中数得油膜占有的小正方形个数为 m_。解析：(1)从题意知道：一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为： V nVN油膜面积为 S ma2又 V Sd，所以 d 。nVma2N(2)计算方格数时，不足半个格子的舍去，多于半个格子的算一个；方格边长的单位越小，这种方法

9、求出的面积越精确。利用数格子的方法可知 m57。答案：(1) (2)57nVma2N11一种油的密度为 ，摩尔质量为 M。取体积为 V 的油慢慢滴出，可滴 n 滴。将其中一滴滴在广阔水面形成面积为 S 的单分子油膜，则阿伏加德罗常数为多少？解析：设单分子油膜的厚度即油分子的直径为 d，阿伏加德罗常数为 NA，则每个油分子的体积为 V0 d316因每一滴油的体积不变，所以 SdVn又每一滴油的分子数相同，所以 NA VMn V/nV0联立以上三式可得 NA6Mn3S3 V3答案：6Mn3S3 V312用油膜法估测分子的大小，方法及步骤如下：向体积 V 油 1 mL 油酸中加酒精，直至总量达到 V

10、 总 500 mL。用注射器吸取中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 n100 滴时，量筒内溶液体积增加 1 mL。先往边长 3040 cm 的浅盘里倒入 2 cm 深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上。用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状。将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮 廓范围内正方形的个数 N，正方形边长 l20 mm。根据以上信息，回答下列问题(有数值计算的问题，先用信息中字 母写出表达式再代入数值并统一单位算出结果)(1)1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V 纯 是多少？(2)油酸分子直径是多少？- 5 -解析：(1)油酸酒精溶液的浓度为 ，V油V总 1500每滴溶液的体积 ml110 2 mL。则 1 滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积1100V 纯 110 2 mL210 5 mL。1500(2)由题图知油膜占有的格数为 116 个，则油膜面积是 S116(210 2 )2 m24.6410 2 m2，所以油酸分子的直径 d V纯S 210 510 6 m34.6410 2 m24.310 10 m。答案：(1)210 5 mL (2)4.310 10 m