高三物理第二輪考點(diǎn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)20

1、 第四單元實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)分子的大小 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1用油膜法估測(cè)分子的大小 2學(xué)會(huì)間接測(cè)量微觀(guān)量的方法 二、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)采用使油酸在水面上形成一層單分子油膜的方法估測(cè)分子的大小當(dāng)把一滴用酒精稀釋過(guò)的油酸酒精溶液滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開(kāi)，其中的酒精溶于水，并很快揮發(fā)，在水面上形成如圖1所示形狀的一層純油酸薄膜如果算出一定體積的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積，即可算出油酸分子的大小用V表示一滴油酸酒精溶液中所含油酸的體積，用S表示單分子油膜的面積，用d表示分子的直徑，如圖2所示，則：. 三、實(shí)驗(yàn)器材 配制好的油酸酒精溶液、淺盤(pán)、痱子粉(或石膏粉)、注射器(或滴管)、量筒、玻璃板、

2、彩筆、坐標(biāo)紙 (二)形成油膜并測(cè)出其面積 3往邊長(zhǎng)約為30 cm40 cm的淺盤(pán)中倒入約2 cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上 4用滴管(或注射器)向水面上滴入一滴配制好的油酸酒精溶液，油酸就在水面上慢慢散開(kāi)，形成單分子油膜 5待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將一塊較大的玻璃板蓋在淺盤(pán)上，用彩筆將油配薄膜的形狀畫(huà)在玻璃板上 6將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積 根據(jù)上面記錄的數(shù)據(jù)，完成以下表格內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)次數(shù)量筒內(nèi)增加1 mL溶液時(shí)的滴數(shù)輪廓內(nèi)的小格子數(shù)輪廓面積S12實(shí)驗(yàn)次數(shù)一滴純油酸的體積V分子的大小(m)平均值12 五、注意事項(xiàng) 1實(shí)驗(yàn)前，必須將所有的實(shí)驗(yàn)用具擦洗

3、干凈，實(shí)驗(yàn)時(shí)，吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分別專(zhuān)用，不能混用否則會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差 2痱子粉和油酸的用量都不可太大，否則不易成功 3油酸酒精溶液的濃度以小于0.1%為宜不宜長(zhǎng)時(shí)間放置 4淺盤(pán)中的水離盤(pán)口面的距離應(yīng)較小，并要水平放置，以便準(zhǔn)確地畫(huà)出薄膜的形狀，畫(huà)線(xiàn)時(shí)視線(xiàn)應(yīng)與板面垂直 5在水面撒痱子粉后，再不要觸動(dòng)盤(pán)中的水 6利用坐標(biāo)紙求油膜面積時(shí)，以邊長(zhǎng)1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半格的舍去，多于半格的算一個(gè) 2油滴的體積V 用累積法測(cè)油滴的體積先測(cè)出1 mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)，從而計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積再用油酸的濃度算出油滴的體積 3油膜的面積S 用坐標(biāo)紙，測(cè)出形

4、狀不規(guī)則油膜的面積數(shù)出不規(guī)則圖形的輪廓包圍的方格數(shù)，計(jì)算方格數(shù)時(shí)，不足半格的舍去，多于半格的算一個(gè)，方格邊長(zhǎng)的單位越小，這種方法求出的面積越精確 【例1】用油膜法估測(cè)油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)器材有：濃度為0.05%(體積分?jǐn)?shù))的油酸酒精溶液、最小刻度為0.1 mL的量筒、盛有適量清水的4550 cm2淺盤(pán)、痱子粉、橡皮頭滴管、玻璃板、彩筆、坐標(biāo)紙 (1)下面是實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)所缺的步驟C A用滴管將濃度為0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下滴入1 mL油酸酒精溶液時(shí)的滴數(shù)N. B將痱子粉均勻地撒在淺盤(pán)內(nèi)水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，從低處向水面中央一滴一滴地滴入，直

5、到油酸薄膜有足夠大的面積又不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n. C_. D將畫(huà)有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，算出油酸薄膜的面積S. (2)用已給的和測(cè)得的物理量表示單個(gè)油酸分子的直徑大小_(單位：cm) 【例2】在做用油膜法估測(cè)分子大小的實(shí)驗(yàn)中，將油酸溶于酒精，其濃度為每104 mL溶液中有6 mL油酸，用注射器測(cè)得1 mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤(pán)上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖3所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長(zhǎng)為1 cm，試求： (

6、1)油酸膜的面積是多少 cm2? (2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？ (3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑 解析：(1)根據(jù)圖形，數(shù)得格子數(shù)為126個(gè)，那么油膜面積是S1261 cm2126 cm2.答案：答案：(1)126 cm2(2)8106 mL(3)6.31010 m 【例3】利用單分子油膜法可以粗略地測(cè)量油酸分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)如果已知體積為V的一滴油酸在水面上散開(kāi)形成的單分子油膜的面積為S，求這種油酸分子的直徑表達(dá)式；如果這種油酸的摩爾質(zhì)量為M，密度為，寫(xiě)出阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式 分析：油酸在水面上展開(kāi)形成單分子油膜，油膜厚度等于分子直徑大小，把油酸分子視為

7、一個(gè)個(gè)緊挨著的小球，根據(jù)摩爾體積和分子體積，可求出1 mol油酸中的分子個(gè)數(shù)，即阿伏加德羅常數(shù) 高分通道 油膜法測(cè)分子直徑的原理：(1)油酸在水面上盡量擴(kuò)散后形成單分子油膜(2)把油酸分子簡(jiǎn)化成小球，認(rèn)為油酸分子緊密排列(3)油酸膜的厚度等于分子直徑 1某油劑的密度為8102 kg/m3，取這種油劑0.8 g滴在水面上，最后形成的油膜最大的面積約為() A1010 m2B104 m2 C1010 m2 D104 m2答案：答案：B 2油酸分子式是C17H33COOH，其中_對(duì)水有很強(qiáng)的親和力，故當(dāng)它滴入水中時(shí)，油酸分子能_在水中，形成一個(gè)_油膜 解析：油酸的化學(xué)分子式是C17H33COOH，它

8、的一個(gè)分子可以設(shè)想為兩部分組成：一部分是C17H33，它不受水的吸引；另一部分是COOH，它對(duì)水有很強(qiáng)的親和力這樣，當(dāng)油酸在水面上時(shí)，其中C17H33部分露出水面，另一部分COOH則浸在水中，油酸分子直立在水面上所以，能形成一個(gè)單分子層油膜其中C17H33冒出水面，而COOH部分在水中如下圖4所示，估算油酸分子的最大長(zhǎng)度只需求出這層油膜的厚度即可 答案：COOH直立單分子層 3在用油膜法測(cè)量分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是() A油酸可以用汽油代替，因?yàn)槠鸵膊蝗苋胨苋苋刖凭?B可以直接用量筒量取一定的油酸酒精溶液倒在水盤(pán)中 C可以用汽油代替酒精，因?yàn)橛退崮苋苋肫?D不溶入水的各種油

9、不一定能在較短時(shí)間內(nèi)在水面上形成單分子油膜 解析：因?yàn)槠鸵讚]發(fā)，滴在水面上的汽油將很快揮發(fā)，而且汽油也不象油酸分子一樣一端有親水性，一端有憎水性，所以汽油在水面上不易形成單分子油膜，故A選項(xiàng)錯(cuò)為了使水面上的油酸體積盡量小，應(yīng)該向水中滴上一滴溶液而不是用量筒倒入，所以B選項(xiàng)錯(cuò)因?yàn)槠筒蝗苡谒?，將油酸汽油溶液滴入水面上時(shí)，汽油也浮在水面上，所以用汽油代替酒精是不合適的，故C選項(xiàng)錯(cuò)由于各種油的分子不是都和油酸分子一樣有憎水端和親水端，有的油分子間有較大的粘連作用，不容易在水面上分開(kāi)，所以不一定能在水面形成單分子油膜故D選項(xiàng)正確答案：答案：D 4用油膜法測(cè)分子直徑的實(shí)驗(yàn)中，若用半徑為0.5 m的淺圓

10、盤(pán)盛水要讓油酸在水面上形成單分子油酸膜，那么油酸滴的體積的數(shù)量級(jí)不能大于_ m3. 解析：由于油膜最大面積：SR20.25 m2又單分子油膜厚度d1010 m. 油酸體積VSd7.851011 m3 故油酸滴體積的數(shù)量級(jí)不能大于1011 m3. 答案：1011 5在做“用油膜法估測(cè)分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用的油酸酒精溶液的濃度為a，測(cè)量中，某位同學(xué)測(cè)得如下數(shù)據(jù)：測(cè)得體積為V的油酸酒精溶液共有N滴；油膜面積為S，則： (1)用以上物理量的符號(hào)表示計(jì)算分子直徑大小的公式為：d_. (2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果和大多數(shù)同學(xué)的比較，發(fā)現(xiàn)自己所測(cè)數(shù)據(jù)偏大，則對(duì)出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說(shuō)法中可能正

11、確的是_ A錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算 B計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理 C計(jì)算油膜面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù) D水面上痱子粉撒得較多，油膜沒(méi)有充分展開(kāi) 6體積為1.2103 cm3的油滴在靜止的水面上擴(kuò)散為4 m2的單分子油膜，假設(shè)分子間是緊密排列的，則可估算出這種油分子的直徑為_(kāi)，1 mol這種油的體積為_(kāi)，油分子的質(zhì)量為_(kāi)(油的密度為0.8103 kg/m3)答案：答案：31010 m8.5106 m31.11026 kg 7在用油膜法估測(cè)分子的大小實(shí)驗(yàn)中，已知一滴溶液中油酸的體積為V，配制的油酸溶液中，純油酸與溶液體積之比為1 500,1 m

12、L油酸溶液25滴，那么一滴溶液的體積是_ mL，所以一滴溶液中油酸體積為_(kāi) cm3，若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得結(jié)果如下表所示，請(qǐng)根據(jù)所給數(shù)據(jù)填寫(xiě)出空白處的數(shù)值，并與公認(rèn)的油酸分子長(zhǎng)度值L01.121010 m做比較，并判斷此實(shí)驗(yàn)是否符合數(shù)量級(jí)的要求. 8(2008年江蘇卷)設(shè)想將1g水均勻分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少個(gè)水分子？(已知1mol水的質(zhì)量為18g，地球的表面積約為51014m2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案：答案：7103 9(2010年遼寧撫順模擬)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“用油膜法估測(cè)分子直徑的大小”實(shí)驗(yàn)中，已知油酸酒精溶液的濃度為每104 mL溶液中有純油酸6 mL.用注射器抽得上述溶液2 mL，現(xiàn)緩慢地滴出1 mL溶液，共有液滴數(shù)為50滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)上，在刻有小正方形坐標(biāo)的玻璃板上描出油膜的輪廓(如圖5所示)試問(wèn)： (1)這種估測(cè)方法是將每個(gè)分子視為_(kāi)模型，讓油酸盡可能地在水面上散開(kāi)，則形成的油膜可視為_(kāi)油膜，這層油膜的厚度可視為油分子的_ (2)右圖中油酸膜面積為22400 mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸體積是_ mL；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測(cè)出油酸分子的直徑是_ m(最后一空保留一位有效數(shù)字)答案：答案：(1)球體單分子直徑球體單分子直徑(2)1.210551010 10利用油膜法可以粗略測(cè)出阿伏加德羅常數(shù)，把密度0.8103 kg/m3的