- 分子动理论:内能
- 共5581题
“用油膜法估测分子的大小”的实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每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膜的轮廓形状,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图所示,坐标中正方形方格的边长为1cm,数得油酸膜分布格子数是115个,试求:
(1)油酸膜的面积是______cm2.
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL.(取1位有效数字)
(3)按以上实验数据估测油酸分子的直径为______m.(取1位有效数字)
(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ρ,摩尔质量为M,则阿伏加德罗常数的表达式为______.
正确答案
(1)围成的方格中,不足半个舍去,多于半个的算一个,共有115个方格,故油膜的面积S=115×1 cm2=115 cm2.
故答案为:115.
(2)纯油酸的体积是:
V=ml=8×10-6ml
(3)油酸分子的直径:
d==
=7×10-8cm=7×10-10m
(4)油酸的摩尔体积为:Vmol= ①
每个油酸分子体积为:V0=πd3=
π(
)3 ②
阿伏伽德罗常数为:NA=
联立①②③解得:NA=.
故答案为:NA=.
“用油膜法估测分子的大小”实验中,我们是用油酸酒精溶液来测定油酸分子大小的,其计算公式是,式中的V是_________的体积(选填“甲.一滴油酸酒精溶液”或“乙.一滴油酸酒精溶液中纯油酸”,只填写“甲”或“乙”),S是_________(选填“丙.这滴油酸形成的薄膜的面积”或“丁.这滴油酸酒精溶液的表面积”,只填写“丙”或“丁”),L是油酸薄膜的_________,即油酸分子的_________。
正确答案
乙,丙,厚度,直径
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1000mL溶液中有纯油酸0.4mL,用注射器测得1mL上述溶液为70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,图中正方形方格的边长为1cm,试求:
(1)实验测出油酸薄膜的面积为______cm2;
(2)实验测出油酸分子的直径是______m;(以上结果均保留两位有效数字)
(3)实验中为什么要让油膜尽可能散开?______.
正确答案
(1)由图示可知,由于每格边长为1cm,则每一格就是1cm2 ,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出110格.则油酸薄膜面积S=110cm2,
(2)一滴油溶液中含油的体积V=×
≈5.7×10-6mL=5.7×10-12m3,
所以油酸分子直径d==
≈5.2×10-10m;
(3)当油酸溶液滴在水面后,尽可能散开,形成单分子膜,这样才能得出油酸分子直径由体积除面积;
故答案为:(1)110;(2)5.2×10-10;(3)形成单分子油膜.
某同学做“用油膜法估测分子大小”的实验时,在边长约30cm的浅盘里倒入约2cm深的水,然后将痱子粉均匀的撒在水面上,用注射器滴一滴 (选填“纯油酸”、“油酸水溶液”或“油酸酒精溶液”)在水面上.稳定后,在玻璃板上描下油膜的轮廓,放到坐标纸上估算出油膜的面积.实验中若撒的痱子粉过多,则计算得到的油酸分子的直径偏 (选填“大”或“小”).
正确答案
油酸酒精溶液; 大
试题分析:此实验所用的液体是油酸酒精溶液;实验中若撒的痱子粉过多,则会使得油膜不能再水面上散成最大面积,则计算得到的油酸分子的直径偏大。
(4分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液,测得1cm3的油酸酒精溶液有100滴,现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,最后形成的油酸膜形状和尺寸如图所示,坐标中正方形小方格的边长为1cm,则由此估算出油酸分子的直径为多少米?(结果保留一位有效数字)
正确答案
3×10-9m(只要数量级正确就得分)。
试题分析:根据题意可知,一滴该油酸酒精溶液中所含油酸的体积为:V=×
cm3,根据题图可知,油酸面积为:S=1×113 cm2=113 cm2,所以油酸分子的直径为:d=
=
×
×
×10-2m≈3×10-9m(只要数量级正确就得分)。
利用油膜法可以粗测阿伏加德罗常数.若已知一滴油的体积为V,它在液面上展成的单分子油膜面积为S,这种油的摩尔质量为μ,密度为ρ,则阿伏加德罗常数可表示为______.
正确答案
油酸分子的直径为 d=,把油酸分子看成球形,则有
NA•π(
d
2
)3=
代入解得,NA=
故答案为:
在粗测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.00mL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1.00mL为止,恰好共滴了100滴.
③在水盘内注入蒸馏水,静置后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,形成一油膜.
④测得此油膜面积为3.60×102cm2.
(1)这种粗测方法是将每个分子视为______,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为______,这层油膜的厚度可视为油分子的______.
(2)利用数据可求得油酸分子的直径为______m.(结果保留2位有效数字)
正确答案
(1)这种粗测方法是将每个分子视为球形,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油分子的直径.
(2)1滴溶液中纯油的体积V=×
=4×10-5mL,
油酸分子的直径d==
=1.1×10-7cm=1.1×10-9m.
故答案为:(1)球形;单分子油膜;直径;(2)1.1×109.
下面四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是________(用序号表示).
正确答案
丁甲丙乙
体积为V的油滴,落在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油滴的分子直径约为_____________。已知阿伏伽德罗常数为NA,油的摩尔质量为M,则一个油分子的质量为_____________。
正确答案
,
(选修3-3选做题)
在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸5mL.用注射器测得1mL上述溶液有液滴50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描出油膜轮廓,再将玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸中正方形小方格的边长为1cm.则:
(1)油膜的面积约为多少?(保留两位有效数字)
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径.(保留一位有效数字)
正确答案
(1)84cm2(82cm2 ~85cm2都给分)
(2)10×10-5 ml
(3)1×10-7 cm
在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中,若用直径为0.5m的浅圆盘盛水,让油酸在水面上形成单分子薄膜,那么油酸滴的体积不能大于__________m3。
正确答案
2×10-11
在“用油膜法估测分子大小”实验中,油酸酒精溶液的浓度为1000mL溶液里有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液为80滴.把l滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,所得油酸薄膜的轮廓形状如图所示,图中正方形方格的边长为1cm.试求:
(1)油酸膜的面积是______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)
正确答案
(1)面积超过正方形一半的正方形的个数为114个
则油酸膜的面积约为S=114×1×1cm2=114cm2,由于测量有误差,在112~115cm2内均可.
故答案为:112~115.
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积:V==7.5×10-6ml=7.5×10-12m3
把油酸分子看成球形,且不考虑分子间的空隙,因此其直径为:
d=,代入数据解得:d=6.5×10-10~6.7×10-10m.
故答案为:6.5×10-10~6.7×10-10.
某同学设计了如下一个用“油
膜法估测分子大小”的
实验.他配制的油酸酒精溶液的浓度为103 mL溶液中有纯油酸1 mL,用注射器量得1 mL上述油酸酒精溶液中有液滴50滴,将其中的1滴滴入水面撒有痱
子粉的浅盘里,待稳定后,形成了清晰的油膜轮廓.他然后将一有机玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下了油膜的形状.
但他没有坐标纸,就先用游标卡尺测量了该玻璃板的厚度如图甲所示,然后用剪刀剪出了面积量等于油膜形状的有机玻璃板,如图乙所示,并用天平称出了其质量为0.3 kg,已知该有机玻璃板的密度为ρ=3×103 kg/m3,请根据以上数据估测:
(1)油酸膜的实际面积;
(2)油酸分子的直径.
正确答案
解:(1)由图读出有机玻璃板的厚度=2.5×10-3 m
油酸膜的实际面积=m2=4×10-2 m2(2)每滴油酸的体积=
×10-6 m3
=2×10-11 m3油酸分子直径=
=5×1
0-10 m
(1) 下列说法中正确的有________.
(2) 如图所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机缸内水位升高,与洗衣缸相连的导热性能良好的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.将细管中密闭的空气视为理想气体,当洗衣缸内水位缓慢升高时,外界对空气做了0.5 J的功,则空气________(填“吸收”或“放出”)了__________的热量.(设环境温度保持不变)
(3) 目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.实验发现,在水深300 m处,二氧化碳将变成凝胶状态.当水深超过2 500 m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体,可看成分子间是紧密排列的.已知二氧化碳的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,每个二氧化碳分子的体积为V0.某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,求该状态下体积为V的二氧化碳气体浓缩成近似固体的硬胶体后体积为多少?
正确答案
(1):BD (2)放出 0.5 J (3)
试题分析:(1)实验“用油膜法估测分子大小”中,油酸分子的直径等于油酸的体积除以相应油酸膜的面积,A错误;布朗运动中,悬浮在液体中的固体颗粒越小、液体的温度越高,布郎运动越激烈,B正确,当时,引力是增大的,C错误,液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,D正确,
(2)根据热力学第一定律可得,温度不变,所以空气应放出等量的热量,故为0.5J,
(3)体积为V的二氧化碳气体的质量为m=ρV(1分)
其分子数为n=NA (1分) 变成固体后体积为V′=nV0 (1分)
解得V′= (1分)
点评:在计算体积变化时,需要根据质量不变,即分子数不变,列式求解
(9分)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液有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,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图所示,坐标中正方形方格的边长为2cm,试求:
(1)油酸膜的面积是多少;
(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积;(答案保留一位有效数字)
(3)按以上实验数据估测出油酸分子的直径。(答案保留一位有效数字)
正确答案
(1) (2)
(3)
试题分析:由图示坐标纸可知,油膜所占方格数是74(超过半个算一个,不足半个舍去),则油膜的面积。
(2)一滴酒精油酸溶液含纯油酸的体积。
(3)油酸分子的直径。
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