《2018-2019學年高中物理 第一章 分子動理論 課時跟蹤檢測(二)測量分子的大小(含解析)粵教版選修3-3》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2018-2019學年高中物理 第一章 分子動理論 課時跟蹤檢測(二)測量分子的大?。ê馕觯┗浗贪孢x修3-3(5頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、測量分子的大小
1.采用油膜法估測分子的直徑,需要測量的物理量是( )
A.1滴油酸的質量和它的密度
B.1滴油酸的體積和它的密度
C.1滴油酸的體積和它散成油膜穩(wěn)定時的面積
D.所散成的油膜的厚度和它的密度
解析:選C 油膜法估測分子直徑的原理為:d=,只需測量1滴油酸的體積和它散成油膜穩(wěn)定時的面積(單分子油膜的面積),則C正確。
2.下列說法不是用油膜法粗測分子直徑實驗依據(jù)的是( )
A.將油膜看成單分子油膜
B.不考慮各油酸分子間的間隙
C.考慮了各油酸分子間的間隙
D.將油膜分子看成球形
解析:選C 該實驗的原理就是將油分子視為球形,且認為是一個一個緊挨
2、著單層分布,即不考慮分子間的間隙。即C不正確。
3.在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,體積為V的油滴在水面上形成近似圓形的單分子油膜,油膜直徑為D,則測得油分子的直徑大約為( )
A. B.
C. D.
解析:選A 因是圓形油膜,故油膜面積S=πD2,又V=dS可知答案為A。
4.利用油膜法測出了分子直徑D后,若滴在液面上一滴油酸的體積為V,水面上形成的單分子油膜面積為S,這滴油酸中的油酸分子數(shù)為N,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則下述表達式近似正確的是( )
A.V=NπD3 B.S=NπD2
C.V=NADS D.S=NAπD2
解析:選
3、A 油酸分子的體積V0=πD3,所以這滴油酸(共有N個分子)的體積V=NV0=NπD3,故A正確,C錯誤;一個油酸分子所占面積S0=πD2,所以含有N個分子的這滴油酸油膜的面積S=NS0=NπD2,故B、D錯誤。
5.用油膜法測出分子的直徑后,要測定阿伏加德羅常數(shù),只需要知道油滴的( )
A.摩爾質量 B.摩爾體積
C.體積 D.密度
解析:選B 假設油酸分子為球形,則每個分子的體積V=π·()3,則NA=Vmol/V。由以上兩式可求出NA,故應選B。
6.某同學在“用油膜法測量分子的大小”實驗中得到的計算結果和大多數(shù)同學的比較,發(fā)現(xiàn)自己所測數(shù)據(jù)偏小,則對出現(xiàn)這種結果的原
4、因,下列說法中可能正確的是( )
A.錯誤地將酒精油酸溶液的體積直接作為油酸的體積進行
B.計算油膜面積時,錯將不完整的方格作為完整方格處理
C.計算油膜面積時,只數(shù)了完整的方格數(shù)
D.水面上痱子粉撒得較多,油膜沒有充分展開
解析:選B 設坐標紙上每一個小方格的面積為S0,所畫輪廓內的方格數(shù)為n,則分子的直徑d=。由此可知A、C、D都將使測量結果偏大,計算油膜面積時,若將不完整的方格作為完整方格處理會導致油膜面積偏大,從而使所測分子直徑偏小,故選B。
7.英國《星期日泰晤士報》2009年11月23日報道,英國多座教堂正利用名為“聰明水納米技術”對抗在教堂屋頂偷盜金屬飾品的“飛賊”
5、?!奥斆魉痹谔厥獾淖贤饩€儀器下可見,在教堂頂部涂抹“聰明水”就好比給教堂屋頂涂上一層“納米油漆”,警方借助這層肉眼看不見的油漆,將“飛賊”捕獲。若已知n滴“納米水”的總體積為V,每滴形成的單分子膜面積為S,這種“納米水”的摩爾質量為μ,密度為ρ,則每個納米水分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為( )
A.d=,NA= B.d=,NA=
C.d=,NA= D.d=,NA=
解析:選C 納米水分子的直徑為d=,
把納米水分子看成球體,則有:NA·π3=,
解得NA=,
故A、B、D錯誤,C正確。
8.在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中,備有以下器材:用酒精稀釋過
6、的油酸、滴管、痱子粉、淺盤及水、玻璃板、彩筆,還缺少的器材有________________________。
答案:量筒、坐標紙
9.“用油膜法估測分子的大小”的實驗利用油酸在水面上形成一單分子層的油膜,估測分子大小。實驗步驟如下:
①將5 mL的油酸倒入盛有酒精的玻璃量杯中,蓋上蓋并搖動,使油酸均勻溶解形成油酸酒精溶液,讀出該溶液的體積為N mL。
②用滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入空量杯中,記下當杯中溶液到達1 mL時的總滴數(shù)n。
③在邊長約40 cm的淺盤里倒入自來水,深約2 cm,將少許石膏粉均勻地輕輕撒在水面上。
④用滴管往盤中水面上滴一滴油酸酒精溶液。由于酒精溶于水
7、而油酸不溶于水,于是該滴中的油酸就在水面上散開,形成油酸薄膜。
⑤將平板玻璃放在淺方盤上,待油酸薄膜形成穩(wěn)定后可認為已形成單分子層油酸膜。用彩筆將該單分子層油酸膜的輪廓畫在玻璃板上。
⑥取下玻璃板放在方格子上,量出該單分子層油酸膜的面積S cm2。
在估算油酸分子大小時,可將分子看成球形。用以上實驗步驟中的數(shù)據(jù)和符號表示,油酸分子的半徑r=________。
解析:由①得油酸酒精溶液中的油酸濃度為;由②得1滴油酸酒精溶液中的油酸含量為V=· mL;弄清③④⑤⑥各步驟的意義,得:油酸分子的半徑r=== cm。
答案: cm
10.在做“用油膜法估測分子大小”的實驗中,已知實驗室中使用
8、的油酸酒精溶液的體積濃度為n,又用滴管測得每N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V,將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上,在玻璃板上描出油膜的邊界線,再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上(如圖)測得油膜占有的小正方形個數(shù)為m。
(1)用以上字母表示油酸分子的大小d=________。
(2)從上圖中數(shù)得油膜占有的小正方形個數(shù)為m=________。
解析:(1)從題意知道:一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為:V′=n
油膜面積為S=ma2
又V′=Sd,所以d=。
(2)計算方格數(shù)時,不足半個格子的舍去,多于半個格子的算一個;方格邊長的單位越小,這種方法求出的面積越精確。利用數(shù)格子
9、的方法可知m=57。
答案:(1) (2)57
11.一種油的密度為ρ,摩爾質量為M。取體積為V的油慢慢滴出,可滴n滴。將其中一滴滴在廣闊水面形成面積為S的單分子油膜,則阿伏加德羅常數(shù)為多少?
解析:設單分子油膜的厚度即油分子的直徑為d,阿伏加德羅常數(shù)為NA,
則每個油分子的體積為V0=πd3
因每一滴油的體積不變,所以=Sd
又每一滴油的分子數(shù)相同,所以NA=
聯(lián)立以上三式可得NA=
答案:
12.用油膜法估測分子的大小,方法及步驟如下:
①向體積V油=1 mL油酸中加酒精,直至總量達到V總=500 mL。
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,當
10、滴入n=100滴時,量筒內溶液體積增加1 mL。
③先往邊長30~40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水,然后將痱子粉均勻地撒在水面上。
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后,將事先準備好的玻璃板放在淺盤上,并在玻璃板上描下油酸膜的形狀。
⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上,如圖所示,數(shù)出輪廓范圍內正方形的個數(shù)N,正方形邊長l=20 mm。
根據(jù)以上信息,回答下列問題(有數(shù)值計算的問題,先用信息中字母寫出表達式再代入數(shù)值并統(tǒng)一單位算出結果)
(1)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V純是多少?
(2)油酸分子直徑是多少?
解析:(1)油酸酒精溶液的濃度為=,
每滴溶液的體積 ml=1×10-2 mL。則1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積
V純=1×10-2× mL=2×10-5 mL。
(2)由題圖知油膜占有的格數(shù)為116個,則油膜面積是S=116×(2×10-2)2 m2=4.64×10-2 m2,
所以油酸分子的直徑d==
=4.3×10-10 m。
答案:(1)2×10-5mL (2)4.3×10-10 m
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