用油膜法估测分子的大小GUNAZ.doc

1.(2009年高考北京卷)做布朗运动实验，得到某个观测记录如图中记录的是(　　)A．分子无规则运动的情况B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度一时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度－时间图线，故C项错误；D项正确．答案：D2．利用油膜法估测油酸分子的大小实验步骤为(1)用滴管将浓度为0.05%的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1 mL油酸酒精溶液时的滴数N.(2)将痱子粉均匀地撒在浅盘内水面上，用滴管吸取浓度为0.05%的油酸酒精溶液，从低处向水面中央一滴一滴地滴入，直到油酸薄膜有足够大的面积又不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n.(3)将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将油酸薄膜的形状画在玻璃板上．(4)将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板正确地放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，算出油酸薄膜的面积S.则该实验测得的单个油酸分子的直径(单位：cm)约为(　　)A.　　　　　　　　B.C. D.解析：滴入n滴纯油酸的体积为V＝·n×0.05% cm3，则油膜的厚度为d＝＝，即油酸分子的直径为.故选B.答案：B3．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，现有按体积比为n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个盛有约2 cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒．请补充下述估测分子大小的实验步骤：(1)________(需测量的物理量自己用字母表示)．(2)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如右图所示．(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________．(3)估算油酸分子直径的表达式为d＝________.解析：(1)用滴管向量筒内加注N滴油酸酒精溶液，读其体积V.(2)利用补偿法，可查得面积为115S.(3)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V′＝×，油膜面积S′＝115S，由d＝，得d＝.答案：(1)见解析　(2)115S　(3)4．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油膜，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1 mL溶液滴250滴，那么1滴溶液的体积是________ mL，所以一滴溶液中油酸体积为V油酸＝______ cm3.若实验中测得结果如下表所示，请根据所给数据填写出空白处的数值，并与公认的油酸分子长度值L0＝1.12×10－10 m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次数S/cm2L＝/cmL平均值153324933563解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V溶液＝ mL＝4×10－3 mL，因为＝，故1滴溶液中油酸体积为：V油酸＝ V溶液＝× cm3＝8×10－6 cm3.据此算得3次测得L的结果分别为：L1＝1.5×10－8 cm，L2＝1.62×10－8 cm，L3＝1.42×10－8 cm其平均值为：＝＝1.51×10－10 m这与公认值的数量级相吻合，故本次估测数值符合数量级的要求．答案：4×10－3　8×10－6　填表略　符合要求5．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴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，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为20 mm.求：(1)油酸膜的面积；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径．解析：本题考查实验原理和处理实验数据的能力．(1)求油酸膜的面积时，先数出“整”方格的个数．对剩余小方格的处理方法是：不足半个格的舍去，多于半个的算一个．数一数共有55个小方格．所以油酸膜面积S＝55×(2×10－2)2 m2＝2.2×10－2 m2.(2)由于104 mL中有纯油酸6 mL，则1 mL中有纯油酸 mL＝6×10－4 mL.而1 mL上述溶液有50滴，故1滴溶液中含有纯油酸的体积为V＝ mL＝1.2×10－5 mL＝1.2×10－11 m3.(3)由d＝知油酸分子的直径d＝ m＝5.5×10－10 m.答案：(1)2.2×10－2 m2　(2)1.2×10－11 m3(3)5.5×10－10 m6．油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1 mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的纯油膜的形状如图所示．若每一个小方格的边长为25 mm，试问：(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为______________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________．上图中油酸膜的面积为________ m2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是________ m3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m．(结果保留两位有效数字)(2)某同学在实验过程中，在距水面约2 cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，这是为什么呢？请写出你分析的原因：_______________________________.解析：油膜面积约占70小格，面积约为S＝70×25×25×10－6 m2≈4.4×10－2 m2，一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V＝××10－6 m3＝1.2×10－11 m3，故油酸分子的直径约等于油膜的厚度d＝＝ m＝2.7×10－10 m.[答案]　(1)球体　单分子　直径　4.4×10－21．2×10－11　2.7×10－10(2)主要有两个原因：①水面受到落下油滴的冲击，先陷下后又恢复水平，因此油膜的面积扩张　②油酸酒精溶液中的酒精挥发，使液面收缩。