- 实验:用油膜法估测分子的大小
- 共242题
(共18分)实验题(一)油酸酒精溶液的浓度为每1000ml油酸酒精溶液中有油酸0.6ml,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1ml,若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。
(1)若每一小方格的边长为25mm,则油酸薄膜的面积约为S= m2;
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V = m3;
(3)由以上数据,可估算出油酸分子的直径的数量级为 m。
(二)某同学用图装置做验证动量守恒定律的实验.先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复10次;再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次。
(1)本实验必须测量的物理量有以下哪些__________ .
E.记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC
F.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
(2)小球a、b的质量ma、mb应该满足什么关系:ma mb(>、=、<)
(3)为测定未放被碰小球时,小球a落点的平均位置,把刻度尺的零刻线跟记录纸上的O点对齐,右图给出了小球a落点附近的情况,由图可得OB距离应为__________cm.
(4)按照本实验方法,验证动量守恒的验证式是__________ _ .
正确答案
(一)(1)4.4×10-2 (2)1.2×10-11 (3)10-10
(二)(1)B、E (2)> (3)46.41 (4)maOB=maOA+mbOC
略
在用油膜法计算分子直径实验中,若已知该种油的摩尔质量为M,密度为ρ,油滴质量为m,油滴在液面上扩大后的最大面积为S,NA为阿伏加德罗常数.以上各物理量的单位,均为国际单位,那么下列各式正确的是( )
正确答案
BC
因油滴所含得分子数为N=nNA,n=m/M,所以有N=mNA/M,知C对.由d=V/S及V=m/ρ,得d=m/(ρS),故B对.因此正确的选项为BC.
已知金刚石的密度为ρ=3.5×103 kg/m3,现有一块体积为4.0×10-8m3的一小块金刚石,它含有多少个碳原子?假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起,试估算碳原子的直径?(保留两位有效数字)
正确答案
2.2×10-10 m
先求这块金刚石的质量
m=ρV=3.5×103×4.0×10-8 kg=1.4×10-4 kg
这块金刚石的物质的量
n= mol=1.17×10-2 mol
这块金刚石所含的碳原子数
n′=nNA=1.17×10-2×6.02×1023个=7.0×1021个
一个碳原子的体积为
V0= m3=5.7×10-30 m3。
把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式V0=d3可得碳原子直径为
d=m=2.2×10-10 m
将的油酸溶于酒精,制成
的油酸酒精溶液,已知
的溶液有50滴,现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为
,由此可估测油酸分子的直径为多少?
正确答案
5×10-10 m。
1 cm3油酸酒精溶液中油酸的体积V=×10-6 m3,1滴油酸酒精溶液中油酸体积V油酸=V/50=
m3,则油酸分子的直径d=
m=5×10-10 m。
友情提示:本题关键是知道分子的球形模型,理解用油膜法测分子直径的原理,运用公式d=V/S进行计算,注意单位的统一。除油膜法计算分子大小外,如果在已知分子的体积V的情况下,对固体、液体还有方法:①当分子视为球体时,有V= (d/2)3=πd3/6,d=
;②当分子视为立方体时,d=
。对气体,因分子的间距很大,不考虑气体分子的大小。
水的分子量是18,水的密度,阿伏加德罗常数
,则(1)水的摩尔质量?(2)水的摩尔体积?(3)一个水分子的质量?(4)一个水分子的体积?(5)将水分子看做是个球体,水分子的直径?
正确答案
(1) ,(2) V
,(3)
,(4)
,(5)
。
(1)某种物质的摩尔质量用“”做单位时,其数值与该物质的原子量相同,所以水的摩尔质量
。如果摩尔质量用国际单位制的单位“
”,就要换算成
。
(2)水的摩尔体积V。
(3)一个水分子的质量。
(4)一个水分子的体积。
(5)将水分子视为理想球体就有:,水分子直径为
这里的“
”称为数量级,一般分子直径的数量级就是这个值。
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