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第二节测量分子的大小1．关于分子，下列说法正确的是()A．分子是组成物质的最小粒子B．分子是保持物质化学性质的最小粒子C．分子是保持物质物理性质的最小粒子D．分子是假想的物质粒子【答案】B2．(2018年杭州名校联考)阿伏加德罗常数是NA，铜的摩尔质量是μkg/mol，铜的密度是ρkg/m3，则下列说法不正确的是()A．1m3铜中所含的原子数为ρNAμB．1kg铜所含有的原子数目是ρNAC．一个铜原子所占的体积是μρNAD．一个铜原子的质量是μNA【答案】B[1m3铜的质量为ρkg，物质的量为ρμmol，故原子个数为N＝ρμ×NA，故A正确；1kg铜的物质的量为1μ，故含有的原子数目是1μ×NA＝NAμ，故B错误；1m3铜中所含的原子数为ρNAμ，故一个铜原子所占的体积是1ρNAμ＝μρNA，故C正确；铜的摩尔质量是μkg/mol，则一个铜原子的质量是μNA，D正确．本题选错误的，故选B．]3．阿伏加德罗常数所表示的是()A．1g物质内所含的分子数B．单位体积的物质中所含的分子数C．1mol物质中所含的原子数D．1mol任何物质中所含的粒子数【答案】D[由阿伏加德罗常数的定义可知D对，1mol物质中所含的原子数无普遍意义，C错．]1．实验原理(1)理想化：认为油酸薄膜是由__________紧密排列组成的．(2)模型化：把油酸分子简化成________．(3)估算：油膜的厚度就等于油酸分子的________，即L＝________．单层分子小球直径VS2．实验器材：注射器(或滴管)、___________、浅盘、__________、痱子粉或细石膏粉、水、酒精、油酸、彩笔、__________．3．由实验得到油酸分子大小的数量级是________m．量筒玻璃板坐标纸10－10在用油膜法测分子大小的实验中，把分子看成了怎样的模型？【答案】(1)看成小球；(2)小球紧密相挨；(3)小球间无空隙．用油膜法测定分子的大小一、实验步骤1．配制油酸酒精溶液．2．用注射器或滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积时的滴数，由此求出一滴油酸酒精溶液的平均体积V．3．向浅盘中倒入清水，在水面上轻轻而均匀地撒一层痱子粉，在水面上用滴管滴一滴油酸酒精溶液．当油层不再扩散，形状稳定时，就近似形成单分子油膜．4．将玻璃板盖在浅盘上，用彩笔将油膜的形状描绘在玻璃板上．5．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S(求面积时以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)．6．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，根据油酸的体积V和油膜的面积S算出油酸分子的直径．7．洗净浅盘，擦去玻璃板上的油膜轮廓线，重复实验2～3次．二、数据处理项目油酸酒精溶液浓度1mL溶液的滴数一滴油酸酒精溶液的体积一滴溶液中所含油酸的体积V油膜面积S数值分子的直径d＝VS．三、误差分析用油膜法估测分子大小的实验误差主要来自：1．油酸酒精溶液的实际浓度和理论值间存在偏差；2．一滴油酸酒精溶液的实际体积和理论值间存在偏差；3．油酸在水面上的实际分布情况和理想中的“均匀”“单分子纯油酸层”间存在偏差；4．采用“互补法”(不足半个舍去，多于半个的算一个)计算获得的油膜面积与实际的油膜面积间存在偏差．四、注意事项1．油酸酒精溶液配制好后，不要长时间放置，以免浓度改变，产生误差．油酸酒精溶液的浓度以小于11000为宜．2．注射器针头(滴管)高出水面的高度应在1cm之内，当针头离水面很近(油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头中的酒精挥发所致，不影响实验效果．3．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩．4．当重做实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．5．从盘的中央加痱子粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉撒在水面上的效果好．6．本实验只要求估算分子的大小，实验结果的数量级符合要求即可．特别提醒：油酸溶液需配制，记住浓度百分比．撒粉滴油要均匀，算出油酸的体积．放板描图算面积，计算直径数量级．例1用油膜法估测油酸分子的大小，实验器材：浓度为0.05%(体积分数)的油酸酒精溶液、最小刻度为0.1mL的量筒、盛有适量清水的45×50cm2浅盘、痱子粉、橡皮头滴管、玻璃板、彩笔、坐标纸．(1)下面是实验步骤，请填写所缺的步骤C．A．用滴管将浓度为0.05%油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴入1mL油酸酒精溶液时的滴数NB．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nC．_______________________________________D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm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Scm2(2)用已给的和测得的物理量表示单个油膜分子的直径大小______．(单位：cm)解析：(1)由步骤D提示即可得出，步骤C应该是：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．(2)d＝VS＝1×10－6×0.05%×nNS×10－4m＝0.05%nNS×10－2m＝0.05%nNScm．答案：(1)见解析(2)0.05%nNS例2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6mL.用注射器测得1mL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，坐标中正方形小方格的边长为20mm.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．题眼直击：油膜法估测分子直径．解题流程：解析：(1)油膜轮廓包围方格数约58个，则油酸膜的面积S＝58×(20×10－3)2m2＝2.32×10－2m2．(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V＝150×6104mL＝1.2×10－5mL．(3)油酸分子的直径d＝VS＝1.2×10－5×10－62.32×10－2m≈5.2×10－10m．答案：(1)2.32×10－2m2(2)1.2×10－5mL(3)5.2×10－10m【题后反思】明确油膜法测分子直径是把一滴油酸滴到水面上，油酸在水面上散开形成单分子油膜．在计算分子大小时，通常可以把分子看成是一个个弹性小球，这是一个近似模型．通常认为油膜厚度等于油酸分子的直径，而油酸分子是一个紧挨着一个整齐排列的，这是一种将问题简化处理的方法．1．(2018年菏泽质检)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为a，测量中，某位同学测得如下数据：测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴；油滴面积为S，则：(1)用以上物理量的符号表示计算分子直径大小的公式为d＝______．(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是______．A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开【答案】(1)VaNS(2)ACD解析：(1)纯油酸的体积V′等于油酸酒精溶液的体积乘以浓度，即V′＝Va，油滴面积为S，则分子直径大小的公式为d＝V′NS＝VaNS．(2)根据d＝VaNS，错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则计算时所用体积数值偏大，会导致计算结果偏大，A正确；计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则计算所用的面积S偏大，会导致计算结果偏小，B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则计算所用的面积S偏小，会导致计算结果偏大，C正确；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，D正确．故选ACD．2．(2017年郑州三模)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将一滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，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．坐标纸上正方形小方格的边长为10mm，该油膜的面积是________m2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2mL，则油酸分子的直径为________m．(结果均保留2位有效数字)【答案】8.0×10－37.5×10－10解析：由图所示可知，共有80个方格，油膜的面积S＝80×0.01×0.01m2＝8.0×10－3m2一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积V0＝η×Vn＝0.2100×1.2400mL＝6×10－12m3，油酸分子直径为d＝VS＝6×10－128×10－3m＝7.5×10－10m．