鲁科版 (2019)选择性必修 第三册气体实验定律随堂练习题

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第三册气体实验定律随堂练习题，共7页。

A．油酸分子的大小(直径)为 eq \f(V,S)
B．实验中，应先滴一滴油酸酒精溶液后再均匀地撒上适量的爽身粉
C.若爽身粉撒的过厚，会导致分子直径测量值偏大
D．估测油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致所测分子直径偏大
解析：选C。一滴溶液中油酸的体积V0＝ eq \f(Vη,n) ，油酸分子直径d＝ eq \f(V0,S) ＝ eq \f(Vη,nS) ，故A错误；在水面上先撒上爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故B错误；若爽身粉撒得过厚，会导致油膜不能充分散开，面积偏小，所以分子直径测量值偏大，故C正确；计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致面积偏大，所测分子直径偏小，故D错误。
2．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
c．根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
e．往浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是________(填写步骤前面的字母)。
(2)在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是________。
A．等效替代法 B．理想模型法
C．控制变量法 D．比值定义法
解析：(1)该实验按步骤可简化为准备浅水盘、形成油膜、描绘油膜边缘、测量油膜面积、计算分子直径，所以顺序为eadbc。
(2)在实验中将油酸分子看成球形，是把分子模型理想化了，所采用的方法是理想模型法。
答案：(1)eadbc (2)B
3．用“油膜法估测油酸分子的大小”实验的方法及步骤如下：
①向体积V油＝1 mL的纯油酸中加入酒精，直至总量达到V总＝500 mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，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＝1 mL；
③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜稳定后，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，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N＝114，小方格的边长l＝20 mm。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V′是________mL。
(2)油酸分子直径是________m。(结果保留2位有效数字)
解析：(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V′＝ eq \f(V0V油,nV总) ＝ eq \f(1,100) × eq \f(1,500) mL＝2×10－5mL。
(2)由题可知，油酸膜形状占据的方格数大约为114个，故面积S＝114×20×20 mm2＝4.56×104 mm2
油酸分子直径d＝ eq \f(V′,S) ＝ eq \f(2×10－5×10－6,4.56×104×10－6) m≈4.4×10－10 m。
答案：(1)2×10－5 (2)4.4×10－10
4．在“用油膜法估测油酸分子的大小” 实验中：
(1)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成1 000 cm3的油酸酒精溶液，已知1 cm3溶液有50滴。现取1滴油酸酒精溶液滴在水上，油酸在水面上形成一层薄膜，其面积约为250 cm2，由以上数据可估算出油酸分子的直径约为________m(计算结果保留2位有效数字)。
(2)某同学在实验中的计算结果明显偏小，可能的原因是________。
A．油酸还未完全散开
B．求每滴溶液的体积时，1 cm3溶液的滴数少记了10滴
C．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
D．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算
解析：(1)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V0＝ eq \f(1,1 000×50) cm3＝2×10－5 cm3＝2×10－11 m3
油酸分子的直径d＝ eq \f(V0,S) ＝ eq \f(2×10－11,250×10－4) m＝8.0×10－10 m。
(2)计算油酸分子直径时要用到d＝ eq \f(V0,S) ，油酸未完全散开，则S偏小，故直径偏大，故A错误；求每滴溶液体积时，1 cm3的溶液的滴数少记了10滴，由V0＝ eq \f(V,n) 可知，体积V0偏大，则直径偏大，故B错误；油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则S偏大，会导致计算结果偏小，故C正确；计算油膜面积时，将所有不足一格的方格都当作一个格来计算，则S偏大，会导致计算结果偏小，故D正确。
答案：(1)8.0×10－10 (2)CD
5．(1)图甲为“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，先后顺序是________(用字母表示)。
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1 000 mL溶液中有0.6 mL油酸。用注射器测得1 mL上述溶液有50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图乙所示，坐标纸中正方形方格的边长为1 cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m。(结果保留1位有效数字)
(3)若阿伏伽德罗常数为NA，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，则下列说法正确的是________。
A.1 kg油酸所含有分子数为ρNA
B．1 m3油酸所含分子数为 eq \f(MNA,ρ)
C．单个油酸分子的质量为 eq \f(M,NA)
D．油酸分子的直径约为 eq \f(\r(3,6M),ρNA)
(4)甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这三位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是________。
A．甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液
B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细
C．丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内半个左右的正方形都舍去了
解析：(1)“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故操作先后顺序排列为bcad。
(2)题图乙中油膜中大约有133个小方格，则油酸膜的面积S＝133×12 cm2＝133 cm2，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V0＝ eq \f(0.6,1 000) × eq \f(1,50) ＝1.2×10－5 mL，则油酸分子的直径d＝ eq \f(V0,S) ≈9×10－10 m。
(3)1 kg油酸所含有分子数n＝ eq \f(1,M) NA＝ eq \f(NA,M) ，故A错误；1 m3油酸所含分子数n＝ eq \f(ρNA,M) ，故B错误；1个油酸分子的质量m0＝ eq \f(M,NA) ，故C正确；设油酸分子的直径为d，则有 eq \f(4,3) π( eq \f(d,2) )3＝ eq \f(M,ρNA) ，解得d＝ eq \r(3,\f(6M,πρNA)) ，故D错误。
(4)根据d＝ eq \f(V0,S) 可知，甲使用了长时间放置的溶液，计算用的浓度小于实际浓度，故分子直径的计算结果偏小，故A正确；乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小，则代入计算的每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积偏大，分子直径的计算结果偏大，故B错误；丙在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都舍去了，代入计算的油膜面积偏小，因此d的测量值偏大，故C错误。
答案：(1)bcad (2)9×10－10 (3)C (4)A
6．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中。
(1)已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为c，又用滴管测得每N滴这种油酸酒精溶液的总体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上，测得油膜占有小正方形个数为n。用以上字母表示油酸分子直径的大小d＝__________(用已知物理量表示)。
(2)在实验中，具体操作如下：
Ⅰ.取纯油酸1.00 mL注入800 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到800 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；
Ⅱ.用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00 mL为止，恰好共滴了50滴；
Ⅲ.在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将痱子粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上散开形成一层油膜；
Ⅳ.待油膜稳定后，测得此油膜面积为1.30×102 cm2。这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求：
①1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是________mL。(结果保留2位有效数字)
②油酸分子直径是________m。(结果保留2位有效数字)
③某学生在做该实验时，发现所得的油酸分子直径偏大，可能的原因是________。
A．痱子粉撒得过多
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数少记了几滴
D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
解析：(1)一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V0＝ eq \f(Vc,N) ，油膜面积S＝na2，则油酸分子直径的大小d＝ eq \f(V0,S) ＝ eq \f(Vc,Nna2) 。
(2)①一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V＝ eq \f(1.00,800×50) mL＝2.5×10－5 mL。
②油酸分子直径d＝ eq \f(V,S) ＝ eq \f(2.5×10－5×10－6,1.3×102×10－4) m≈1.9×10－9 m。
③水面上痱子粉撒得过多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故A符合题意；计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致计算结果偏大，故B符合题意；计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数少记了几滴，则计算得到的每滴油酸酒精溶液的体积偏大，会导致计算结果偏大，故C符合题意；滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，形成的油膜面积变大，则会导致计算结果偏小，故D不符合题意。
答案：(1) eq \f(Vc,Nna2) (2)①2.5×10－5 ②1.9×10－9 ③ABC