人教版 (2019)选择性必修 第三册实验：用油膜法估测油酸分子的大小优秀当堂达标检测题

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1．用油膜法估测分子大小的实验中，将a毫升油酸配制成b毫升的油酸酒精溶液，已知一滴油酸酒精溶液的体积为V，形成的油膜面积为S，下列说法正确的是（ ）
A．测得油酸分子的直径为
B．向浅盘中滴入溶液时，滴管下端应远离水面
C．应先滴入油酸酒精溶液，后将痱子粉均匀地撒在水面上
D．为了便于操作，配制的油酸酒精溶液浓度要尽量大一些
实验思路
2．把1滴油酸滴在水面上，油酸分子（C17H33COOH）中的羧基—COOH对水有较强的亲合力，烃基C17H33—对水没有亲合力而冒出水面，因此，油酸分子会一个个地直立在水面上形成 油膜。
3．尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理，并认为它们紧密排布（如图）。测出油膜的厚度d，它就相当于分子的 。
4．为了使油酸充分展开，获得一块 油膜，需要将油酸在酒精中 后再滴入水中，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。可以粗略地认为，油膜的厚度d等于1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V与 之比。
5．在做“用油膜法估测分子的大小”实验中：
(1)在该实验中，体现的物理思想方法是________（填字母）；
A．放大法B．理想模型法C．控制变量法D．等效替代法
(2)实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为100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，正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是 （结果保留2位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是 （结果保留3位有效数字）．
(3)某同学在计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
6．小明同学采用“油膜法”估算油酸分子直径。油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图3所示（根据大于半格算一格小于半格舍弃不计的原则，数得油膜共占据约83个小方格），已知每一小方格的边长为10mm。
(1)根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 m（计算结果保留两位有效数字）。
(2)为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是______（多选）。
A．油酸浓度要大一些
B．爽身粉要尽量均匀地撒在水面上
C．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
D．轮廓范围内的完整正方形总面积即代表油膜铺开的面积
7．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下：
Ⅰ．取油酸1.00 mL注入500 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到500 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100滴；
Ⅲ．在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身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，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。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。解答以下问题：
(1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是（ ）
A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓B．对油酸溶液起到稀释作用
C．有助于测量一滴油酸的体积D．有助于油酸的颜色更透明便于识别
(2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是 mL；
(3)油酸分子直径是 m；（结果保留两位有效数字）
(4)学生甲在实验过程中，计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）；学生乙在做该实验时，配制的溶液在滴入量筒之前，在空气中搁置了较长时间，会导致算出的油酸分子直径比实际 （填“偏大”或“偏小”）。
8．“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下：
A．将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油酸膜的面积S；
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；
C．用浅盘装入约深的水；
D．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子直径的大小；
E．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。
(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的，请指出：

(2)上述实验步骤的合理顺序是 。
(3)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，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．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D．水面上爽身粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
9．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①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；
②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；
③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；
④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；
⑤往浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的实验步骤排列顺序是 （填写步骤前面的数字）。
(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
(3)将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是，由此估算出油酸分子的直径为 m（结果保留一位有效数字）。
(4)某同学在实验中最终得到的结果明显偏大，可能是因为_______。
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
10．某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。
(1)有下列实验步骤：
A．用注射器将事先配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，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
C．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
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。
在上述步骤中，正确的操作顺序是 。（填写步骤前面的字母）
(2)每滴油酸酒精溶液的体积为V0，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。已知500mL油酸酒精溶液中含有纯油酸1mL，则油酸分子直径大小的表达式为d＝ 。
(3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
11．某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：D C（用字母符号表示）。
(2)某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是（ ）
A．盆中装的水量太多
B．痱子粉撒得太多，且厚度不均匀
C．盆太小，导致油酸无法形成单分子层
(3)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。其中会导致所测的分子直径d偏小的是（ ）
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
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，滴出的每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些
12．在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a.将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；
b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL时一共滴入50滴；
c.向浅盘中倒入约2cm深的水，并将痱子粉均匀地撒在水面上；
d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e.待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。
(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
(2)已知每一小方格的边长为1cm，多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，数得满足条件方格数为60个，根据上述数据得出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）；
(3)关于本实验下列说法正确的有______。
A．油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果偏小
B．若实验过程中痱子粉撒得太多，会使分子直径的计算结果偏小
C．本实验中用玻璃搅拌油膜，使之形成更规则的图形，可减小实验误差
D．向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果偏大
(4)在步骤e中，由于水槽边缘不平整，盖在水槽上的玻璃板与形成的油膜并不平行，侧视图如图乙所示，则该情况会导致最终测得油酸分子的半径结果 （填“偏大”或“偏小”）。
13．（2020·上海·高考真题）在油膜实验中，均匀撒痱子粉有利于形成 ，便于记录数据。将一滴体积为V的油酸酒精溶液滴入水中油膜充分散开后面积为S，溶液的浓度为n，估算该油酸分子的直径为 。
14．（2011·江苏·高考真题）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量，密度。若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023ml-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）
15．（2023·北京·高考真题）用油膜法估测油酸分子直径是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法，已知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径 。