专题 用油膜法估测分子的大小.pdf

专题一：微观量的计算、油膜法估测分子的大小专题一：微观量的计算、油膜法估测分子的大小班级班级姓名姓名微观量的估算微观量的估算1 1微观量：分子体积微观量：分子体积V V0 0、分子直径、分子直径d d、分子质量、分子质量m m0 0.2 2宏观量：物体的体积宏观量：物体的体积V V、摩尔体积、摩尔体积V Vmolmol、物体的质量、物体的质量m m、摩尔质量、摩尔质量M M、物体的密度、物体的密度.3 3关系关系(1)(1)分子的质量：分子的质量：m m0 0 .(2)(2)分子的体积：分子的体积：V V0 0 .(3)(3)物体所含的分子数：物体所含的分子数：N NN NA A或或N N .4 4两种模型两种模型3 36 6V V0 0(1)(1)球体模型直径为球体模型直径为d d.(.(适用于：固体、液体适用于：固体、液体)3 3(2)(2)立方体模型边长为立方体模型边长为d dV V0 0.(.(适用于：气体适用于：气体)特别提醒特别提醒(1).(1).固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的分子的体积V V0 0用于固体和液体，对气体不适用用于固体和液体，对气体不适用3 3(2)(2)对于气体分子，对于气体分子，d dV V0 0的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离均距离()1)1已知铜的摩尔质量为已知铜的摩尔质量为 MM，铜的密度为，铜的密度为 ，阿伏加德罗常数为，阿伏加德罗常数为 N NA A下列判断错误的下列判断错误的是是N NA AMNMNA AA A1 kg1 kg 铜所含的原子数为铜所含的原子数为B B1 m1 m3 3铜所含的原子数为铜所含的原子数为MM MMMMC C1 1 个铜原子的质量为个铜原子的质量为D D1 1 个铜原子的体积为个铜原子的体积为N NA ANNA A()2)2某气体的摩尔质量为某气体的摩尔质量为 MM，摩尔体积为，摩尔体积为 V V，密度为，密度为 ，每个分子的质量和体积分别，每个分子的质量和体积分别为为 m m 和和 V V0 0，则阿伏加德罗常数，则阿伏加德罗常数 N NA A不可能表示为不可能表示为V VVVMMMMA AN NA AB BN NA Am mC CN NA Am mD DN NA AV V0 0VV0 0()3)3若以若以 MM 表示水的摩尔质量，表示水的摩尔质量，V V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，表示在标表示在标准状态下水蒸气的密度，准状态下水蒸气的密度，N NA A表示阿伏加德罗常数，表示阿伏加德罗常数，m m、V V0 0分别表示每个水分子的质量和体分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的有积，下面关系错误的有VVMMMMMMA AN NA Am mB B C C D Dm mN NA AV V0 0N NA AV V0 0N NA A4 4已知空气的摩尔质量是已知空气的摩尔质量是 MMA A292910103 3 kg kgmolmol1 1，则空气中气体分子的平均质量多大？，则空气中气体分子的平均质量多大？分子间的平均距离为多大？成年人做一次深呼吸，分子间的平均距离为多大？成年人做一次深呼吸，约吸入约吸入 450 cm450 cm3 3的空气，的空气，则做一次深呼吸则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数是多少所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数是多少(按标准状况估算按标准状况估算)?)?V Vmolmol，仅适，仅适N NA A5 5已知铜的密度是已知铜的密度是 8.98.910103 3kgkgmm3 3，铜的摩尔质量是，铜的摩尔质量是 63.563.51010-3-3kgkgmolmol。体积是。体积是 4.5cm4.5cm3 3的铜块中，含有多少原子？并估算铜分子的大小。的铜块中，含有多少原子？并估算铜分子的大小。8 8一个房间的地面面积是一个房间的地面面积是 15 m15 m2 2，房间高，房间高 3 m3 m已知标准状况下，空气的平均摩尔质量是已知标准状况下，空气的平均摩尔质量是2.92.910102 2 kg/mol.kg/mol.通常用空气湿度通常用空气湿度(有相对湿度，绝对湿度有相对湿度，绝对湿度)表示空气中含有的水蒸气的情况，表示空气中含有的水蒸气的情况，若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为 10103 3 cm cm3 3，已知水的密度为，已知水的密度为 1.01.010103 3 kg/m kg/m3 3，水，水的摩尔质量的摩尔质量 M Mmolmol1.81.810102 2 kg/mol kg/mol，求：求：(1)(1)房间内空气的质量房间内空气的质量(2)(2)房间中有多少个水分子；房间中有多少个水分子；(3)(3)估算一个水分子的大小估算一个水分子的大小(保留两位有效数字保留两位有效数字)油膜法估测分子的大小油膜法估测分子的大小1 1测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法等测量分子大小的方法有很多，如油膜法、显微法等(1)(1)在在“用油膜法估测分子的大小”“用油膜法估测分子的大小”的实验中，的实验中，用移液管量取用移液管量取 0.25 mL0.25 mL 油酸，油酸，倒入标注倒入标注 250 mL250 mL的容量瓶中，再加入酒精后得到的容量瓶中，再加入酒精后得到250 mL250 mL 的溶液然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴的溶液然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入入 100100 滴溶液，溶液的液面达到量筒中滴溶液，溶液的液面达到量筒中1 mL1 mL 的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向的刻度，再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下 2 2 滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图中甲所示坐标格的正方形大小为有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图中甲所示坐标格的正方形大小为2 cm2 cm2 cm.2 cm.由图可以估算出油膜的面积是由图可以估算出油膜的面积是_cm_cm2 2(保留两位有效数字保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子，由此估算出油酸分子的直径是的直径是_m(_m(保留一位有效数字保留一位有效数字)甲甲乙乙(2)(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片这个量子围栏是由如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片这个量子围栏是由 4848 个个欢迎下载2铁原子在铜的表面排列成直径为铁原子在铜的表面排列成直径为 1.431.4310108 8mm 的圆周而组成的由此可以估算出铁原子的的圆周而组成的由此可以估算出铁原子的直径约为直径约为_m(_m(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)2 2油酸酒精溶液的浓度为每油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 mL1 000 mL 油酸酒精溶液中有油酸油酸酒精溶液中有油酸 0.6 mL0.6 mL，现用滴管向量筒内，现用滴管向量筒内滴加滴加 5050 滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了 1 1 mLmL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入，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，稳定后形成的油膜的形状如图足够大盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示若每一小方格边长为所示若每一小方格边长为 25 mm25 mm，试问：，试问：(1)(1)这种估测方法是将每个油酸分子视为这种估测方法是将每个油酸分子视为_模型，模型，让油酸让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_油膜，油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的这层油膜的厚度可视为油酸分子的_图中油酸膜的面图中油酸膜的面积为积为_ _m_m2 2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是是_m_m3 3；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_m_m。(结果保结果保留两位有效数字留两位有效数字)(2)(2)某同学在实验过程中，在距水面约某同学在实验过程中，在距水面约 2 cm2 cm 的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，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：因：_._.()3)3某学生在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由某学生在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于于A A油酸未完全散开油酸未完全散开B B油酸中含有大量酒精油酸中含有大量酒精C C计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D D求每滴溶液体积时，求每滴溶液体积时，1 mL1 mL 的溶液的滴数多计了的溶液的滴数多计了 1010 滴滴4 4在“用油膜法估测分子的大小”的实验中：在“用油膜法估测分子的大小”的实验中：(1)(1)某同学操作步骤如下：某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液；取一定量的无水酒精和油酸，配制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待散开稳定；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴溶液，待散开稳定；在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油酸薄膜形状，用透明方格纸测量油酸薄膜的面积在蒸发皿上覆盖玻璃板，描出油酸薄膜形状，用透明方格纸测量油酸薄膜的面积请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误：请指出错误或有遗漏的步骤，并改正其错误：错误的步骤：错误的步骤：_；欢迎下载3有遗漏的步骤：有遗漏的步骤：_._.(2)(2)实验中，用实验中，用 a a mL mL 纯油酸配制成纯油酸配制成 b b mL mL 的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液为的油酸酒精溶液，现已测得一滴溶液为 c c mL mL，将，将一滴溶液滴入水中，油酸薄膜充分展开后面积为一滴溶液滴入水中，油酸薄膜充分展开后面积为S S cmcm2 2，估算油酸分子的直径大小为，估算油酸分子的直径大小为_cm._cm.()(3)(3)用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的A A摩尔质量摩尔质量欢迎下载B B摩尔体积摩尔体积C C质量质量D D体积体积4