- 分子动理论:内能
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在“用油膜法估测分子大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL,用注射器测得l mL上述溶液有80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1 cm,则可求得:
(1)油酸薄膜的面积是_____________cm2;
(2)油酸分子的直径是_____________m;(结果保留两位有效数字)
(3)利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油的密度为,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为_____________。
正确答案
(1)115~120
(2)6.3×10-10~6.5×10-10(3)
在用油膜法估测分子的大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止,摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油膜的形状;
⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个.
利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为______m3,油膜面积为______m2,求得的油膜分子直径为______m.(结果全部取2位有效数字)
正确答案
一滴油酸酒精溶液含纯油酸为 V=×
mL=
×10-6 m3=4×10-11m3;
据题意:完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个.根据大于半格算一个计算,超过半格的方格个数为n=67+14=81,
则油膜面积为 S=81×(1cm)2=8.1×10-3 m2;
油酸在水面上形成单分子油膜,则油膜分子直径为 d==
m≈4.9×10-9m
故答案为:4×10-11,8.1×10-3,4.9×10-9.
在“用单分子油膜估测分子大小”实验中:
(1)某同学操作步骤如下:
①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;
④在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积。
改正其中的错误:_________________________________。
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3 ml,其形成的油膜面积为40cm2,则估测出油酸分子的直径为___________m。
正确答案
(1)②在量筒中滴入N滴溶液,③在水面上先撒上痱子粉
(2)1.2×10-9
在用油膜法估算分子大小的实验中,下面是一些实验步骤及注意事项:
A.在准备实验时,油酸酒精溶液要提前一天配制,以免因溶液不均匀产生误差;
B.一定要仔细清洗浅盘,充分洗去油污、粉尘,以免给实验带来误差;
C.用注射器(或滴管)将V=1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,并记下滴数n,计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0=;
D.向浅盘里注入适量的水,并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入,使粉扩散至均匀,再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上;
E.等待油酸薄膜的形状稳定后,用数格子法测算出面积S;
F.根据一滴油酸酒精溶液的体积V0和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L=;
G.重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值,即可认为就是油酸分子的直径。
其中错误的是:__________;不必要的是:__________(只填前面的字母)。
正确答案
F,A
用油膜法估测分子大小的实验步骤如下:①向体积为V1的纯油酸中不断加入酒精,直到油酸酒精溶液总体积为V2;②用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,当滴人n滴时体积为V0;③先往边长为30-40cm的浅盘里倒人约2cm深的水;④用注射器往水面上滴1滴上述油酸酒精溶液;⑤等油酸薄膜形状 稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓;⑥将画有油膜轮廓的玻璃板放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上, 计算出油膜面积为Na2;⑦整理器材,
上述实验操作过程中遗漏了一个什么步骤?油酸分子的直径d是多少?
正确答案
遗漏步骤“将痱子粉均匀撒在水面上”;
某同学利用油膜法估测油酸分子的直径.
(1)现测得体积分数为5%的油酸酒精溶液N滴的总体积为V,其中一滴在水面上散开后面积为S,则估算油酸分子直径的表达式为______.
(2)若实验得到的结果明显偏大,可能的原因是______.
A.计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸
B.测定油酸体积时滴数多计了20滴
C.描绘油膜轮廓时油酸还没有充分散开
D.计算油膜面积时把所有未满一格的均计为一格.
正确答案
(1)油膜法测分子直径的实验原理是:测出一滴油的体积V1,把油滴在水面上,形成单分子油膜,则油膜的厚度就是分子直径,数出出油膜的面积S,则有:
d==5%•
=
;
(2)根据d=5%•=
;
A.计算时把油酸酒精溶液当成了纯油酸,体积偏大,则d偏大;
B.测定油酸体积时滴数多计了20滴,N偏大,d偏小;
C.描绘油膜轮廓时油酸还没有充分散开,s偏小,d偏大;
D.计算油膜面积时把所有未满一格的均计为一格,s偏大,d偏小.
故实验得到的结果明显偏大,可能的原因是AC.
故选:AC
故答案为:(1);(2)AC
在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,所用酒精油酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液为75滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓形状,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标中正方形方格的边长为1cm.试求:
(1)油酸膜的面积是______cm2.
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是______mL.
(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径为______m.
正确答案
(1)面积超过正方形一半的正方形的个数为148个
则油酸膜的面积约为S=148cm2=1.48×10-2m2
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V=1mL××
=8×10-6mL
(3)把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,则油酸分子直径d==
m≈5.4×10-10m.
在用油膜法估算分子大小的实验中:
下面是一些实验步骤及注意事项:
A.配置油酸酒精溶液;
B.一定要仔细清洗浅盘,充分洗去油污、粉尘,以免给实验带来误差;
C.用注射器(或滴管)将V=1 毫升油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中,并记下滴数n,计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0=;
D.向浅盘里注入适量的水,并将痱子粉(或石膏粉)从盘的中央加入,使粉尽量洒厚一些,再用注射器(或滴管)从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上;
E.等待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,画出形状,用数格子法测算出面积S;
F.根据一滴油酸酒精溶液的体积V0和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L=;
G.重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值,即可认为就是油酸分子的直径.
以上实验步骤中错误和不妥的有______(只填前面的字母).
正确答案
一滴油酸酒精溶液的体积并非为油酸体积,要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例,求出所含油酸体积,故F错误;
故答案为F.
油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶 液中有油酸0.6 mL,用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1 mL. 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30mm,则油酸薄膜的面积约为___m2.
(2)每一滴酒精油酸溶液含有纯油酸的体积为____m3.
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为____m.
正确答案
(1)4. 95×10-2;(2) 1. 2×10-11;(3) 2. 4×10 -10
一种油的密度为ρ,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上,形成面积为S的单分子油膜。试估算:
(1)油分子直径大小;
(2)阿伏加德罗常数;
(3)其中一滴油滴含有的分子数。
正确答案
(1)d=v/s
(2)NA=
(3)N=
用油膜法估测分子大小的实验步骤如下:
①向体积为V1的纯油酸中加入酒精,直到油酸酒精溶液总体积为V2;
②用注射器抽取上述溶液后一滴-滴地滴人小量简,当滴入n滴时体积为V0;
③先往边长为30~40cm的浅盘里倒人2cm深的水,再用注射器往水面上滴1滴上述溶液,等油酸薄膜形状稳定后.将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状;
④将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板,放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上,数得轮廓范围内正方形的总数为N
(1)上述过程中遗漏的重要一步是______;
(2)实验中做了科学的近似,它们是______:______;
(3)油酸分子直径的表达式d______(以上物理量的单位均为国际单位制中单位).
正确答案
(1)由实验步骤可知,实验中遗漏的一步是:将痱子粉均匀撒在水面上;
(2)实验中进行的近似有:将油酸分子看成球体、油分子之间看成没有空隙、将油膜看成单分子油膜;
(3)一滴油酸溶液含有纯油的体积V=×
=
,
油膜的面积S=Na2,油酸分子的直径d==
;
故答案为:(1)将痱子粉均匀撒在水面上;(2)将油酸分子看成球体;油分子之间看成没有空隙;(3)=.
当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,油酸分子就立在水面上,形成单分子层油膜,现有按酒精与油酸的体积比为m∶n 配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个装有约2cm深水的浅盘,一支滴管,一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的溶液,让其自由滴出,全部滴完共为N滴。
(1)滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,待油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示。(已知坐标纸上每个小方格面积为S,求油膜面积时,半个以上方格面积记为S,不足半个舍去)则油膜面积为________。
(2)求出估算油酸分子直径的表达式。
正确答案
(1)8S
(2)
在“用油膜法估测分子大小”实验中所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液为80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1cm,
求:
(1)油酸薄膜的面积是________cm2。
(2)实验测出油酸分子的直径是____________m。(结果保留两位有效数字)
(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?_____________。
(4)利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数,如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S,这种油的密度为,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为______________。
正确答案
(1)120
(2)6.2×10-10(3)形成单分子膜
(4)或
某同学在做《用油膜法估测分子的大小》的实验时按下列步骤进行:
A.用滴管将老师事先配制好的酒精油酸溶液(纯油酸与溶液体积比为1:500)一滴一滴地滴入量筒中,将260滴该酒精油酸溶液滴入量筒时,量筒读数为1mL.
B.用滴管在撒有痱子粉的浅盘里的水面上滴1滴该酒精油酸溶液,待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状.
C.将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜轮廓中有430个边长为1cm的正方形格子.
根据以上实验数据可得:
(1)一滴酒精油酸溶液中含有纯油酸体积V=______m3;(结果取2位有效数字)
(2)由实验知该同学测得的油酸分子直径d=______m.(结果取1位有效数字)
正确答案
1滴酒精油酸溶液的体积V1=mL,
由纯油酸与溶液体积比为1:500,可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积V2=×
mL=7.7×10-12 m3而1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S=430×10-4m2
所以油酸分子直径d==
m3=1.8×10-10m (由于结果保留1位有效数字,则为2×10-10m)
故答案为:7.7×10-12 m3; 2×10-10m.
(1)用油膜法测量分子大小实验是通过____________(填“直接”或“间接”)测量油膜的厚度得到分子大小的,甲同学利用实验室提供的方形浅盘和注射器做实验,已知油酸与酒精体积比为1:300,0.1 mL油酸酒精有17滴,甲同学将一滴油酸酒精滴入浅盘的水面上,稳定后获得如图所示的油膜。
(2)若油膜的面积为12.5 dm2,则分子的直径D=____________ m(保留两位有效数字)。
(3)乙同学认为:使用甲同学的器材做实验,如果用油酸与酒精体积比为1:100的溶液进行操作,要比用1:300的油酸酒精溶液得到的测量结果的精度更高,你认为乙同学的观点____________。(填“正确”或“不正确”)
正确答案
(1)间接
(2)1.6×10-10
(3)不正确
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