油膜法测分子直径

阿伏加德罗常数是联系微观量和宏观量的桥梁（1）微观量指：分子体积V、分子直径d、分子质量m（2）宏观量指：物体体积V、摩尔体积Vmo「物体的质量M、摩尔质量Mmol、物体的密度P（3）关系：分子的质量：m=Amo1=~~^°~NN分子的体积：V~~^°~=~对NpNAA③物体所含的分子数：n=匕.NVAmolM

pV-

molM或n③物体所含的分子数：n=匕.NVAmolM

pV-

molM或n=—•N

MAmolPV~M~•NAmol注：固、液体分子可以近似地认为紧密地靠在一起而气体分子间有一个很大的间隙，由上面②式求得的V并非是一个分子自身的体积而是一个气体分子平均占据的空间（立方体）的体积。设该立方体的边长为。，则气体分子的平均间距为a=3V考点1.油膜法测分子直径例题1.（2009•济宁）在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每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所示，图中正方形方格的边长为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p，摩尔质量为M，试写出阿伏加德罗常数的表达式.巩固练习1.用“油膜法估测油酸分子的大小”，实验器材有：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45X50cm2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N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n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S（2）用已给的和测得的物理量表示单个油酸分子的直径大小（单位：cm）.巩固练习2.已知某种油的摩尔质量为0.1kg/mol，密度为0.8X103k/m3，现取一滴体积为0.3X10-3cm3的油滴，滴于水面上展成一单分子油膜，测得油膜的面积为0.42m2.试根据上述数据求出阿伏加德罗常数.（保留一位有效数字）

考点2.分子大小与分子数目例题2.目前记忆体技术可达到的资料储存密度最高为108byte/cm2（1byte=1位元组=8位元）,但纳米科技极可能突破此上限。例如图2所示的设计，钻石表面上的氢与氟原子，可分别代表0与1位元，若纳米碳管探针头的原子（如氮或硼），对氢与氟原子分别具有吸引与排斥作用力，则可据此区别0与1位元。下列与此奈米科技有关的叙述，正确的是（）（A）氢原子的直径大约为10纳米（B）纳米碳管探针头的原子直径越大越有利于区别0与1位元（C）此纳米科技预期可使资料存储密度提高到目前最高密度的数万倍以上（D）位于表面上代表0与1位元的两种原子，其直径越大越有利于提高资料储存密度巩固练习3.已知铜的摩尔质量为6.35x10-2kg/mol，密度为8.9x103kg/m3,阿伏伽德罗常数为6.02x1023mol-1，若每个铜原子提供一个自由电子，求铜导体中每立方米体积中的自由电子数。考点3.气体分子间距的估算例题3.已知地球表面大气压强为P0，地球半径为R，重力加速度为g，地球周围大气层厚度为h，空气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N0，试估计地球大气层分子的平均距离。巩固练习4.已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol，摩尔质量为18g/mol，阿伏伽德罗常量为6.02X1023mol-1，由以上数据可以估算出这种气体（）每个分子的质量B.每个分子的体积C.每个分子占据的空间D.分子之间的平均距离考点4.固体（液体）分子间距的估算例题4.已知氯化铯的摩尔质量为168.5g/mol，其分子结构如图所示，氯原子（白点）位于立方体的中心，铯原子（黑点）位于立方体八个顶点上，这样的立方体紧密排列成氯化铯晶体。已知两个氯原子的最近距离为4X10-iom，则氯化铯的密度为多少？巩固练习5.已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3，平均摩尔质量为0.029kg/mol.阿伏加德罗常数NA=6.02x1023mol-1,取气体分子的平均直径为2x10-10m,若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.（结果保留一位有效数字）考点5.阿伏伽德罗常数在生活中的应用例题5.已知地球半径R=6.4X106m，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,大气压P0=1.0X105Pa，空气平均摩尔质量为M=2.9X10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02X1023mol-1，在下列问题的计算中还可以查用其他数据。（1）试估算地球周围大气层的空气分子数？（2）假如把地球大气全部变为液体而分布在地球表面，地球的半径将增大多少？巩固练习6.在标准状态下一同学做一次深呼吸大约吸入4000cm3的空气，据此估算他做一次深呼吸吸入空气分子数约为多少个？综合训练一、选择题关于分子，下列说法中正确的是（）把分子看做小球是对分子的简化模型，实际上分子的形状并不真的都是球形所有分子的直径都相同除有机物的大分子外，不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法关于物体中的分子数目，下列说法中正确的是（质量相等的物体含有相同的分子数物质的量相同的物体含有相同的分子数某气体的摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常量N，AVN综合训练一、选择题关于分子，下列说法中正确的是（）把分子看做小球是对分子的简化模型，实际上分子的形状并不真的都是球形所有分子的直径都相同除有机物的大分子外，不同分子的直径一般不同，但数量级基本一致测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法关于物体中的分子数目，下列说法中正确的是（质量相等的物体含有相同的分子数物质的量相同的物体含有相同的分子数某气体的摩尔质量为M，则阿伏伽德罗常量N，AVNA=VB.01.A.B.C.D.2.A.C.3.A.摩尔体积为V，可表示为（）pVN=Am）B.体积相同的物体含有相同的分子数D.体积相同的气体含有相同的分子数密度为P，每个分子的质量和体积分别为m和MC.NA=mD.4.Mnf不间断地数，假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数，每人每小时可以数5000个则完成任务所需时间最接近（阿伏伽德罗常量NA取6X1023mol-1）（）A.10年B.1千年C.10万年D.1千万年5.为了减小“用油膜法估测分子大小”实验的误差，下列可行的（）A.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出量筒里这些溶液的体积V］，则每滴油酸酒精溶液的体积匕=土02100、非选择题6.水的相对分子质量是18,水的密度是p=1.0X103kg/m3,阿伏伽德罗常量Na=6.02X1023mol-1.则：（1）水的摩尔质量M=g/mol或M=kg/mol；（2）水的摩尔体积V=m3/mol；（3）一个水分子的质量m0=kg；⑷一个水分子的体积V0=m3；（5）将水分子看成球体，水分子的直径d=m，一般分子直径的数量级都是m.7.在用油膜法估测分子大小的实验中，现有按体积比为n：m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个充入约2cm深水的浅盘，一支滴管，一个量筒.请补充下述估测分子大小的实验步骤：⑴（需测量的物理量自己用字母表示）.（2）用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，等油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图1—1—4所示.（已知坐标纸上每个小方格面积为S，求油膜面积时，半个以上方格面积记为S，不足半个舍去）则油膜面积为（3）估算油酸分子直径的表达式为d=.考点1扩散现象例题1.“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴.”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春晴天暖、鸟语花香的山村美景.对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子速度加快，说明当时周边的气温突，属于现象.巩固练习1.关于扩散现象，下列说法中正确的是（）扩散现象不会发生在液体之间B.扩散现象不会发生在固体之间C.扩散过程快慢与温度无关D.温度越高，扩散过程越快巩固练习2.下列四种现象中，属于扩散现象的有（）雨后的天空中悬浮着很多的小水滴B.海绵吸水

C.在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D.把一块煤块贴在白墙上，几年后铲下煤发现墙中有煤考点2.布朗运动例题2.下面关于布朗运动的说法中，正确的是（）布朗运动就是分子的无规则运动布朗运动就是悬浮在液体中的固体分子的运动布朗运动是液体分子无规则运动的反映悬浮的颗粒越大，温度越高，布朗运动就越剧烈巩固练习3.下列关于布朗运动的说法中，正确的是（）液体温度越低，布朗运动越显著B.液体温度越高，布朗运动越显著C.悬浮颗粒越小，布朗运动越显著D.悬浮颗粒越大，布朗运动越显著巩固练习4.在显微镜下观察稀释了的碳素墨水，将会看到（）水分子的运动情况B.碳分子的运动情况C.水分子对碳颗粒的作用D.碳颗粒的无规则运动巩固练习5.关于布朗运动，下列说法正确的是（）布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也暂时停止微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的布朗运动是无规则的，因此它说明了液体分子运动是无规则的布朗运动的无规则，是由于外界条件无规律的变化而引起的巩固练习6.布朗运动的发现,在物理学上的主要贡献是：（）说明了悬浮微粒时刻做无规则运动说明了液体分子做无规则运动说明悬浮微粒无规则运动的激烈程度与温度有关说明液体分子与悬浮微粒间有相互作用力巩固练习7.较大的悬浮颗粒不做布朗运动，其可能的原因是（）液体分子不一定与颗粒相撞B.各个方向的液体分子对颗粒的撞击力相互平衡C.颗粒的质量大，运动状态难改变D.颗粒分子与液体分子相互作用力达到平衡考点3.布朗运动的图像例题3.如图1—3—5所示是关于布朗运动的实验，下列说法中正确的是（）图中记录的是分子无规则运动的情况图中记录的是粒子做布朗运动的轨迹实验中可以看到，粒子越大，布朗运动越明显实验中可以看到，温度越高，布朗运动越激烈巩固练习8.（2009北京）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图.图中记录的是（）分子无规则运动的情况某个微粒做布朗运动的轨迹某个微粒做布朗运动的速度--时间图线按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线巩固练习9.如图11.2—3所示，是做布朗运动小微粒运动路线记录的放大图，颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒所在的一个位置得到B、C、D、E、F、C、H、K、I等点，则小颗粒在75s末时的位置，以下叙述正确的是（）V/V一定在CD连线的中点B.一定不在CD连线的中点\X/C.可能在CD连线上，但不一定是CD连线的中点D.可能在E点BErf考点4.布朗运动与扩散现象图《2_3例题4.下列有关扩散现象与布朗运动的评说中，正确的是（）扩散现象和布朗运动都说明分子在永不停息地运动扩散现象与布朗运动没有本质的区别扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出了分子运动的无规则性规律扩散现象与布朗运动都与温度有关巩固练习10.关于布朗运动和扩散现象，下列说法正确的是（）布朗运动和扩散现象都可以在气、液、固体中发生布朗运动和扩散现象都是分子的运动布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显布朗运动和扩散现象都是永不停息的巩固练习11.下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是（）布朗运动、扩散现象和对流在月球表面都能进行布朗运动、扩散现象和对流在宇宙飞船里都能进行布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行，而对流则不能进行布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行，而对流不能进行巩固练习12.对以下物理现象的正确分析是（）①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞②上升的水蒸气的运动③用显微镜观察悬浮在水中的小碳粒，小碳粒不停地做无规则④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动A、①②③属于布朗运动B、④属于扩散现象.C、只有③属于布朗运动D、以上结论均不正确考点5.分子的热运动例题5.关于热运动的说法中，正确的是（）热运动是物体受热后所做的运动B.温度高的物体中的分子做无规则运动C.单个分子做永不停息的无规则运动D.大量分子做永不停息的无规则运动巩固练习13.说明物体内分子做无规则运动的现象有（）空气对流B.扩散现象C.布朗运动D.热辐射巩固练习14.下面所列现象中，能说明分子是不断运动着的是（）将香水瓶盖打开后能闻到香味B.汽车开过后，公路上尘土飞扬C.洒在地上的水，过一段时间就干了D.悬浮在水中的花粉做无规则的运动综合训练下列说法中，正确的是（）分子的运动从群体上看有规律性，但单个分子的运动无规律性分子的运动轨迹与布朗粒子运动的轨迹相同布朗粒子的运动轨迹可以代表某个分子的运动轨迹布朗粒子越小运动越明显，揭示了平衡中有不平衡的哲理一个正立方体小颗粒悬浮在液体中，t=0时刻，假设前后和上下两面的撞击均衡，而来自右边的撞击作用比左边的小；t=t］时刻，前后和左右的撞击均衡，上方受到的撞击比下方受到的撞击作用大.在这段时间内，颗粒的运动应该是（初始时刻粒子静止）（）先水平向右运动，然后坚直向下运动B.先水平向左运动，然后竖直向上运动C.先水平向右运动，然后斜向下运动D.先水平向右运动，然后斜向上运动较大的悬浮颗粒不做布朗运动，是由于（）液体分子不一定与颗粒相撞B.各个方向的液体分子对颗粒冲力的平均效果相互平衡C.颗粒的质量大，不易改变运动状态D.颗粒分子本身的热运动缓慢以下实验中，证明分子做无规则运动的实验是（）布朗运动实验B.油膜实验C.酒精和水混合实验D.离子显微实验下列哪些现象属于热现象（）把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间把它们再分开，会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道含有泥沙的水经一定时间会澄清用砂轮打磨零件而零件温度升高悬浮颗越小，布朗运动越明显；悬浮粒子越大，布朗运动越不明显，以至于观察不到.这说明了什么问题？在制造金属零件时，常把金属零件放入含碳的渗碳剂中，然后加热.这样碳分子可渗入金属的表面，使表面硬度增加.试说明这样做的道理.考点1.分子力的实质例题1.以下关于分子力的说法，正确的是（）分子间既存在引力也存在斥力B.液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力C.气体分子这间总没有分子力的作用D.扩散现象表明分子间不存在引力巩固练习1.以下关于分子力的说法，正确的是（）分子间既存在引力也存在斥力B.液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力C.气体分子这间总没有分子力的作用D.扩散现象表明分子间不存在引力巩固练习2.下列现象能说明分子之间有相互作用力的是（）.一般固体难于拉伸，说明分子间有引力一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力用气筒给自行车胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力巩固练习3.下列说法哪些是正确的（）水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现

考点2.分子力与分子间距离变化关系）B.当rVr0时分子间的作用只是斥力D.当r=10r0时分子间的作用力可以忽略）其合力总表现为引力f引越小，f斥越小）例题2.有关分子力的说法中，正确的是（A.当r=r0时分子间没有力的作用C.当r>r°时分子间的作用只是引力巩固练习4.分子间的相互作用力由引力f引和斥力两部分组成（A.f引和f斥是同时存在的B.f引总是大于f斥，C.分子之间的距离越小，f引越小，f斥越大D.分子之间的距离越小巩固练习5.）B.当rVr0时分子间的作用只是斥力D.当r=10r0时分子间的作用力可以忽略）其合力总表现为引力f引越小，f斥越小）A.固体分子的吸引力总是大于排斥力气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小分子间的吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力都随分子间距离的增大而减小巩固练习6.当分子间的距离为r0时，分子间的吸引力和斥力相互平衡，已知r1-r0=r0-r2>0,则（AC）.两分子间距离为r1时，分子间的作用力表现为引力两分子间距离为r2时，分子间的作用力表现为引力两分子间距离为r1时，分子间作用力较大两分子间距离为r2时，分子间作用力较大考点3.分子力做功例题3.如图，甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，FV0为引力，a、b、为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静c、d止释放，则（）乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动V,=兰__乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大:乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增大乙分子由b到d的过程中，两分子间势能一直增大例题4.将一个分子从靠近另一分子最近的位置由静止开始释放，在远离的程（）r<r°时，分子势能不断增大，动能不断减小r=ro时，分子势能最小，动能最大r>r°时，分子势能不断减小，动能不断增加r具有最大值时，分子动能为零，分子势能最大巩固练习7.下列有关分子势能的说法中，正确的是（）A.分子间距离增大，分子势能也增大B.分子间距离减小，分子势能增大C.当分子间距离r=r0时分子势能为零D.当分子间距离r=r0时分子势能最小巩固练习8.分子间有相互作用势能，规定两分子相距无穷远时两分子间的势能为零。设分子a固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直至它们之间的距离最小。在此过程中，a、b之间的势能（）A.先减小，后增大，最后小于零B.先减小，后增大，最后大于零C.先增大，后减小，最后小于零D.先增大，后减小，最后大于零巩固练习9.下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是（）（A）当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大（B）当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小（C）当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大

（D）当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小巩固练习10.分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是（）显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素巩固练习11.设有一分子位于如图所示的坐标系原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间作用力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则（）ab表示引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10-顷ab表示斥力，cd表示引力，e点的横坐标可能为10-iomab表示引力，cd表示斥力，e点的横坐标可能为10-皿ab表示斥力，cd表示引力，e点的横坐标可能为10T5m、巩固练习12.分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时分子势能为零，并已知两分子相距r0时分子间的引力与斥力大小相等。设分子a和分子b从相距无穷远处分别以一定的初速度在同一直线上相向运动，直到它们之间的距离达到最小。在此过程中下列说法正确的是（）A.a和b之间的势能先增大，后减小B.a和b的总动能先增大，后减小C.两分子相距r0时，a和b的加速度均不为零D.两分子相距r°时，a和b之间的势能大于零综合训练如图所示的是描述分子引力与分子斥力随分子间距离r变化的piTOC\o"1-5"\h\z曲线，根据曲线图，下列说法中正确的是（）【F引随r增大而增大仕:F斥随r增大而减小‘I「r=r0时，F斥与F引大小相等'「,1，一二；F引和F斥随r增大而减小关于分子间作用力，下面说法中正确的是（其中r0为分子间平衡位置之间的距离）（）两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小拉伸物体时，分子斥力和引力都减小下列说法错误的是：A、用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隔；B、封闭在容器内的液体很难被压缩，证明分子间有斥力；C、打开香水瓶后，很远的地方都能闻到香味，证明分子在不停运动；D、煤堆在墙角的时间久了，墙内也变黑了，证明分子在不停地运动.

关于分子间作用力的说法，正确的是（）分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是其合力分子间距离减小时，引力和斥力都增加，但斥力比引力增加得快分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快当分子间距离的数量级大于10-9m时，分子力已微弱到可以忽略了如图所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中（）测力计示数始终等于玻璃板的重力测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力因为拉起时还需要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力破镜难圆”的原因（）A.玻璃分子间的斥力比引力大B•玻璃分子间不存在分子力的作用一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零两块碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零作业布置以下关于分子力的说法中，正确的是（）分子间既存在引力也存在斥力液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力气体分子之间总没有分子力的作用扩散现象表明分子间不存在引力下列的成语、俗语在一定程度上反映了人类对自然界的认识，其中从物理学的角度分析正确的是（）“余音绕梁”说明波能发生干涉和衍射现象“随波逐流”说明在波的传播过程中质点将沿波速方向随波迁移“酒香四溢”说明分子在不停地运动“破镜难圆”说明玻璃分子间的斥力比引力大表面平滑的太空飞行器在太空中互相摩擦时，很容易发生“黏合”现象，这是由于（）A.摩擦生热的作用B.化学反应的作用C.分子力的作用D.万有引力的作用设有一分子位于如图所示的坐标系原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同