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用油膜法估测分子的大小1．“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是()A．将油酸形成的膜看成单分子油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑了各油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形解析：“用油膜法估测分子的大小”的原理是将一滴油酸(体积为V)滴入水中，使之形成一层单分子油膜，成为一个一个单层排列的球形体．显然，球形体的直径即为单分子油膜的厚度d.假设单分子油膜的面积为S，必然有d＝VS.所以，“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是A、B、D.答案：ABD2．某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于()A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴解析：由d＝VS知，选项A、C会导致油膜面积偏小，会使d偏大；选项B、D会使油酸体积偏小，分子直径d偏小．答案：AC3．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用的酒精油酸溶液的浓度为每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实－4所示，图中正方形格的边长为1cm.(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留两位有效数字)(3)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，试写出阿伏加德罗常数的表达式．解析：(1)为使油酸在水面上形成单分子油膜．(2)由图可知油膜覆盖方格数约为120个，设油酸分子的直径为d，则有180×0.61000×10－6＝120×1×10－4d解得d≈6.3×10－10m.(3)设阿伏加德罗常数为NA每个分子的体积为V0＝16π(VS)3由NAρV0＝M得NA＝6MS3πρV3.答案：(1)见解析(2)6.3×10－10m(6.2×10－10m～6.4×10－10m都对)(3)NA＝6MS3πρV34．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V油酸，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1mL该溶液滴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线度值L0＝1.12×10－10m作比较，并判断此实验是否符合数量级的要求.次数S/cm2L＝VS/cmL平均值153324933563解析：由题给条件得，1滴溶液的体积为V溶液＝1250mL因为V油酸V溶液＝1500，故1滴溶液中油酸体积为V油酸＝1500V溶液＝1500×1250cm3＝8×10－6cm3据此算得3次测得L的结果分别为1．50×10－8cm、1.62×10－8cm、1.42×10－8cm其平均值为L＝L1＋L2＋L33＝1.51×10－10m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：12508×10－61.50×10－81.62×10－81．42×10－81.51×10－10m符合5．(2010·黄冈中学月考)“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500mL；②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；③先往边长为30cm～40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将________均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图实－5所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长l＝20mm.根据以上信息，回答下列问题：(1)步骤③中应填写：___________________________________________________；(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′是________mL；(3)油酸分子直径是________m.解析：(1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉．(2)1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V′＝V0nV油V总＝1100×1500mL＝2×10－5mL.(3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S＝115×20×20mm2＝4.6×104mm2油酸分子直径d＝V′S＝2×10－5×1034.6×104mm≈4.3×10－7mm＝4.3×10－10m.答案：(1)痱子粉或石膏粉(2)2×10－5(3)4.3×10－106．在研究微观世界里的物质时，通常需要借助估算和建立模型的方法．对于液体分子，一般建立球体模型或者立方体模型来估算分子直径，而实验室中常用油膜法估测分子直径．(1)分别写出上述估算分子直径的三种方法的最简表达式；(要求说明所使用字母的物理意义)(2)在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，已准备好的实验器材有：酒精油酸溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸、痱子粉．①还缺少的器材有_______________________________________________________；②已知油酸的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得1mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水浅盘里，待液面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸薄膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图实－6所示，坐标纸中正方形方格的边长为1cm.试求：a．油酸薄膜的面积约是多少？b．每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是多少？c．按以上实验数据估测出油酸分子的直径．解析：(1)分子构建成球体模型时，用d表示分子直径，V0表示单个分子的体积，V0＝43π(d2)3，d＝36V0π；分子构建成立方体模型，V0表示的物理意义同上，d表示分子的边长，则有V0＝d3，d＝3V0.油膜可视为单分子油膜时，令d表示分子直径，V表示油膜的体积，S表示油膜面积，则油膜厚度等于分子直径，即d＝VS.(2)①量筒②a.题图形状表示油膜面积的大小，采用“四舍五入”法近似处理，可数得小方格数约为110个，油膜面积S＝110×1cm2＝110cm2b．1mL溶液为75滴，则1滴溶液的体积为175mL，又每104mL溶液中有纯油酸6mL,1滴溶液即175mL溶液中纯油酸的体积为V＝1/75104×6mL＝8×10－6mL.c．油酸分子直径d＝VS＝8×10－6×10－6110×10－4m≈7.27×10－10m.答案：见解析