- 实验：用油膜法估测分子的大小
- 共242题
（3-3）
（1）1968年，托雷一坎永号油轮在英吉利海峡触礁，有大约8万吨原油泄漏，污染了英国100多千米的海岸线，使25000只海鸟死亡。石油流入海中，危害极大。在海洋中泄漏m=1t原油可覆盖S=12km2的海面，试估算油膜厚度是原油的分子直径的多少倍？（设原油密度为ρ=0．91×103kg/m3,保留一位有效数字，分子直径的数量级D=10-10m）
（2）如图所示，一根足够长的两端开口的粗细均匀的直管，竖直插入很大的水银槽中。有个质量不计的横截面积S=1cm2的活塞A，在管中封闭一段长L=10cm的理想气体。开始时A处于静止状态。现在用力F竖直向上缓慢拉动活塞A，不计管壁对A的摩擦。当F=2N时，A再次静止。设整个过程中环境温度不变，外界大气压p0=1．0×105Pa（约为75cmHg），求：
①A再次静止时的气体压强P2；
②A再次静止时的气体长度L2；
③在此过程中活塞A上升的距离h。
正确答案
（1）
（2）①0.8×105Pa
②L2=12.5cm
③17.5cm
（1）解：设油膜的厚度为H，分子直径的数量级D=10-10m，则
（2）①P2= P0—F/S=1.0×105Pa－2/1×10-4 Pa=0.8×105Pa（4分）
②根据玻意耳定律得到P1 L1S=P2 L2S 1.0×105×10=0.8×105 L2 L2=12.5cm（6分）
③由于内外气体压强的压强差为0.2×105Pa 约等于75cmHg×0.2×105/1.0×105=15cmHg，所以下面管中水银面上升15cm，故活塞上升的距离为增加的气体的长度与下面水银上升的距离之和2.5cm+15cm=17.5cm（4分）
某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小。实验用油酸洒精溶液的浓度为每1000ml溶液中含有纯油酸1ml,1ml上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸洒精溶液向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸洒精溶液。
（1）实验描出油酸薄膜轮廓线如图，已知每一个小正方形的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为 m2
（2）经计算，求出油酸分子的直径为 m。（计算结果都保留两位有效数字）
正确答案
试题分析：（1）由于每格边长为2cm，则每一格就是
（2）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：
点评：该实验中以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，由体积与面积相除求出油膜的厚度，即等于分子直径。
已知水的分子直径约为4×10-10 m，水的密度为1.0×103 kg/m3，水的相对分子质量为18.试根据以上数据估算阿伏加德罗常数.
正确答案
5.29×1023 mol-1
由水的相对分子质量为18，可知水的摩尔质量为
M="18" g/mol=1.8×10-2 kg/mol
则1 mol水的体积为
V=
水分子的体积为
V0=
阿伏加德罗常数为
NA=
单分子油膜法测分子直径的物理模型是（ ）
正确答案
ACD
单分子油膜法测分子直径的原理是在水面上形成单分子油膜，认为油分子是一个紧挨一个的小球，测出油滴的体积V和油膜面积S，则油分子直径d=V/S.
镧与镍的合金(LaNi5)在室温及(0.3~0.4)MPa的压强下，可以快速、可逆地存储和释放氢气．LaNi5是晶体，6个氢原子进入LaNi5晶体中成为LaNi5H6而体积基本不增加，从而使LaNi5H6中的氢的密度达到0.11×103 kg/m3．1m3的LaNi5H6中所含的氢相当于多少摩尔氢气？这些氢气在标准状态下的体积是多大？
正确答案
1.2×103m3
1m3的LaNi5H6中所含的氢的质量为0.11×103 kg ，氢的摩尔质量M=2g/mol，这些氢的物质的量为n=m/M=5.5×104mol．
由于标准状态下，气体的摩尔体积都是22.4L/mol=2.24×10－2m3/mol，因此这些氢气在标准状态下的体积V=2.24×10－2m3/mol×5.5×104mol=1.2×103m3．
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