- 用油膜法估测分子的大小
- 共16题
体积为V的油滴,滴在平静的水面上,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
,
解析
略
知识点
(1)如题12A-1图所示,一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成,轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片,轻推转轮后,进入热水的叶片因伸展而 “划水”,推动转轮转动。离开热水后,叶片形状迅速恢复,转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是
A. 转轮依靠自身惯性转动,不需要消耗外界能量
B. 转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身
C. 转动的叶片不断搅动热水,水温升高
D. 叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
(2)如题12A-2图所示,内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的理想气体被密封在气缸内,外界大气压强为P0。现对气缸缓慢加热,气体吸收热量Q后,体积由V1增大为V2。则在此过程中,气体分子平均动能_________(选增“增大”、“不变”或“减小”),气体内能变化了_____________。
(3)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前,查阅数据手册得知:油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol-1,密度ρ=0.895×103kg·m-3.若100滴油酸的体积为1ml,则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少?(取NA=6.02×1023mol-1.球的体积V与直径D的关系为,结果保留一位有效数字)
正确答案
(1)D
(1)增大;
(1)10m2
解析
(1)轻推转轮后,叶片开始转动,由能量守恒定律可知,叶片在热水中吸收的热量在空气中释放和使叶片在热水中的膨胀做功,所以叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量,D正确。
(2)由于对气缸缓慢加热,温度升高,气体分子平均动能增大;根据热力学第一定律,其中气体对外做功。气体内能变化。
(3)一个油酸分子的体积,由球的体积与直径的关系得分子直径,最大面积,解得:S=10m2。
知识点
某同学在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,计算结果明显偏大,可能是由于( )
(A)油酸未完全散开
(B)油酸中含有大量酒精
(C)计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
(D)求每滴油酸体积时,1 mL的溶液的滴数多记了10滴
正确答案
A C
解析
略
知识点
在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是__________。(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。(结果保留l位有效数字)
正确答案
(1)④①②⑤③;(2)5×10-10
解析
(1)依据实验顺序,首先配置混合溶液(④),然后在浅盘中放水和痱子粉(①),将一滴溶液滴入浅盘中(②),将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状(⑤),最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油墨的总面积(③),故正确的操作顺序为④①②⑤③;
(2)一滴油酸酒精溶液的体积为:V==SD,其中S=0.13cm2,故油酸分子直径D===5×10-10m。
知识点
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,一滴溶液的体积为,其形成的油膜面积为,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
解析
在量筒中滴入N滴该溶液,测出它的体积,则一滴的体积: ,减小实验误差;先撒上痱子粉,再滴入酒精溶液,已形成稳定的轮廓,测出油酸分子的直径为
知识点
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