1、第 13 讲 分子动理论 气体及热力学定律1(2012江苏卷， 12A)(1)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有_A水黾可以停在水面上B叶面上的露珠呈球形C滴入水中的红墨水很快散开D悬浮在水中的花粉做无规则运动(2)密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高时压强增大从分子动理论的角度分析，这是由于分子热运动的_增大了该气体在温度 T1、T2 时的分 子速率分布图象如图 6131 甲所示，则 T1_(选填“ 大于”或“小于”)T 2.(3)如图乙所示，一定质量的理想气体从状态 A 经等 压过程到状态 B.此过程中，气体压强 p1.0105Pa，吸收的热量Q7.010 2 J，求此过程中气体内能的增量
2、图 6131解析 (1)红墨水散开 和花粉的无规则运动间接说明分子的无规则运动，选项 C、D错误；水黾停在水面上、露珠呈球形 均是因为液体存在表面张力，选项 A、B 正确(2)温度升高时 ，气体分子平均速率变大，平均动能增大，即分子的速率较大的分子占总分子数比例较大，所以 T1 r0，分子力表 现为引力，即有缩 小到最小面积的趋势，液体的表面层就像张紧的橡皮膜而表现出表面张力，宏观上表现为液体表面张力，故 B 正确；液晶的光学性质随温度、所加电场、所加 电压的 变化而变化，液晶 显示屏就是利用液晶的这种光学各向异性制成的，故 C 正确；分子 间相互作用力随着分子间距离的变化如图中实线所示，可见
3、 D 错误(2)由题意知气 体发生等压变化，一定质量的气体压强大小取决于气体分子的平均动能、单位体 积内分子数 (即数密度)，温度升高 时分子平均动能增大，所以单位体积内分子数就得减小， 则 气体的体积增大(3)物质的量等 于总体积除以摩尔体积，分子数等于物质的量与阿伏加德罗常数的积，设分子数为n，故有：n NAVV0由热力学第一定律 UWQ 得：UW 0Q 0答案 (1)BC (2)增大；温度升高时，分子平均动能增大，只有气体的体积同时增大使分子的密集程度减小，才能保持压强不变(3) NA W 0Q 0VV02(2014南通市、扬州市、泰州市、宿迁市高三第二次调研)(1)下列说法中正确的是_
4、A扩散现象只能发生在气体和液体中B岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体C地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少D从微观角度看，气体压强只与分子平均动能有关(2)图 61316如图 61316 所示，一隔板将绝热容器分成容积相等的两部分，左半部分充有理想气体，右半部分是真空现抽去隔板，左室气体向右室扩散，最终达到平衡这个过程叫作绝热自由膨胀膨胀后，气体的压强_(填“变大” “变小”或“不变”)，温度_(填“变大” “变小”或“不变”)(3)节日儿童玩耍的氢气球充气时只充到其极限体积的 .将充好气的氢气球释放，910上升过程中，
5、随着大气压减小，气球会膨胀，达到极限体积时爆炸已知地面的大气压强为750 mmHg(毫米汞柱 )，大气压强随海拔的变化规律是：每升高 12 m，大气压强减小 1 mmHg.假定在气球上升高度内大气温度是 恒定的，气球内外压强相等，求：气球达到极限体积时气体的压强；气球能上升的最大高度解析 (1)把金片和 铅片压在一起，金会扩散到铅片中，铅也会扩散到金片中，说明扩散现象也能发生在固体中， 选项 A 错误；粉碎后岩盐的晶体结构没有被破坏，仍然是晶体， 选项 B 错误；氢分子质量小，相同温度条 件下，其分子平均 速率大，故氢气更容易挣脱地球吸引而逃逸，所以大气中 氢含量相对较少，选项 C 正确；从微
6、观角度看，气体 压强取决于 单位体积内气体分子的数目和气体分子的平均动能，选项D 错误(2)因为容器绝 热，故无热交换，即 Q0，气体自由膨胀，不受外界阻碍，所以气体不对环境做功，即 W0，据 热力学第一定律 U QW 可知，气体的内能不变，即气体的温度不变；从微观角度看，气体 压强取决于单位体积内气体分子的数目和气体分子的平均动能，自由膨 胀前后，气体的温度不 变，故气体分子 的平均动能不变，但由于气体体积增大，导致单位体积内气体分子数目减少 ，故气体 压强变小(3)设极限体积时气体的压强为 p1，由玻意耳定 律有p0V0p 1V1代入数据解得 p1 p0675 mmHg910气球能上升的最
7、大高度 h(750675) 12 m900 m答案 (1)C(2)变小 不变(3)675 mmHg 900 m3(2014徐州市高三 第三次质量检测)(1) 下列说法正 确的是_A布朗运动就是液体分子的无规则运动B晶体规则外形是晶体内部微粒在空间有规则排列的结果C液体很难压缩是因为液体分子间只有斥力没有引力的缘故D液体表面具有收缩的趋势是由于液体存在表面 张力的缘故图 61317(2)某同学从冰箱冷冻室中取出经较长时间冷冻的空烧瓶后，迅速把一个气球紧密地套在瓶口上，并将烧瓶放进盛有热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图61317 所示烧瓶和气球里的气体内能_(填“增大” “不变”或“减小”)，外
8、界对气体 _(填 “做正功” “做负功”或“不做功”)图 61318(3)如图 613 18，一端开口、另一端封闭的细长薄壁玻璃管水平放置，内有用水银柱封闭的体积为 10 mL 的某种理想气体外界大气压 为 1 标准大气压，环境温度为27 ，阿伏加德罗常数约为 61023 mol1 ，标准状况下1 mol 该气体体积约为22.4 L 求：当环境温度降为 0 时(设大气压强不变)气体的体积；估算管中气体分子数目(结果保留两位有效数字)解析 (1)布朗运 动是悬浮微粒的无规则运动，不是液体分子的运动，选项 A 错误；晶体的微观结构决定了晶体的形状和物理性质与非晶体不同，选项 B 正确；液体分子间的
9、引力和斥力是同时存在的，选项 C 错误；由于液体表 面张力的存在使得液体表面具有收缩的趋势，选项 D 正确(2)烧瓶和气球 里的气体温度升高，故气体的内能增大；气球膨胀，气体对外做正功，故外界对气体做负功(3)由理想气体状态方程知V 1/T1V 2/T2 V29.1 mLn NA 代入数据得n2.41020 个V2V0答案 (1)BD(2)增大 做负功(3)9.1 mL 2.41020 个42014苏、锡、常、镇四市高三教学情况调研(二)(1) 下列关于气体的压强说法正确的是_A一定质量的理想气体温度不断升高，其压强一定 不断增大B一定质量的理想气体体积不断减小，其压强一定不断增大C大量气体分
10、子对容器壁的持续性作用形成气体的压强D气体压强跟气体分子的平均动能和气体分子的 密集程度有关图 61319(2)在“用油膜法估 测分子的大小”实验中，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61319 所示，坐标纸上正方形小方格的边长为 10 mm，该油酸膜的面积是_m 2；若一滴油酸 酒精溶液中含有纯油酸的体积是 4106 mL，则油酸分子的直径是_m(上述结果均 保留 1 位有效数字)(3)如图 613 20 所示，用不计重力的轻质活塞在气缸内封闭一定质量理想气体，活塞与气缸壁间摩擦忽略不计，开始时活塞距气缸底高度 h10.05 m给气缸加热，活塞缓慢上升到距离气缸底
11、 h20.80 m 处，同时缸内气体吸收 Q450 J 的热量已知活塞横截面积 S5.010 3 m2，大气压强 p01.010 5 Pa.求：图 61320缸内气体对活塞所做的功 W；此过程中缸内气体增加的内能 U.解析 (1)从宏 观上看，影响气体压强的因素有温度和体积，故选项 A、B 错误；从微观上看，气体 压强跟气体分子的 平均动能和气体分子的密集程度有关，故选项 D 正确；气体压强就是由于大量气体分子对容器壁的持续不断的碰撞作用产生的，故选项 C 正确(2)通过题图可 得正方形的个数为 80，所以油膜的面积为 S8010 2 mm2810 3 m2，因此油酸分子的直径为d m510
12、10 m.VS 410 610 6810 3(3)活塞缓慢上升，视为等压过程则气体对活塞做功 WFhp0Sh150 J根据热力学 定律 U(W)Q300 J答案 (1)CD (2)8 10 3 510 10 (3) 150 J300 J5(2014南京师大附 中高三模拟)(1) 下列说法中正确的是 _A当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离 的增大而增大B气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关C有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间 的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势图 61321
13、(2)一定质量的理想气体，从初始状态A 经状态 B、 C 再回到状 态 A，变化过程如图 61321 所示，其中 A 到 B曲线为双曲线中的一支图中 V0 和p0 为已知量从状态 A 到B，气体经历的是_(填“等温” “等容”或“等压”)过程；从 B 到 C 的过程中，气体做功大小为_；从 A 经状态B、C 再回到状 态 A 的过程中，气体吸放热 情况为_(填“吸热” “放热”或“无吸放热”)(3)在“油膜法估测 分子直径”的实验中：下列关于油膜法实验的说法中正确的是( )A可以直接将油酸滴到浅水盆中进行实验B实验中撒痱子粉应该越多越好C该实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜D实验中使用
14、到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为 0.25 m2 的蒸发皿、滴管、量筒(60 滴溶液滴入量筒体积约为 1 毫升)、纯油酸和无水酒精若干等已知分子直径数量级为10 10 m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度( 油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为多少？解析 (1)分子力表 现为斥力时，分子间的距离 r r0，分子距离增大，分子斥力做 正功，分子势能减 小，选项 A 错误；气体的压强微观上与分子动能和分子的密集程度都有关，选项 B 错误；单晶体有规则的几何形状，多晶体没有 规则的几何形状， 选项 C
15、错误；液体表面张力产生的原因是液体表面分子 间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为 引力， 选项 D 正确(2)A 到 B 曲 线 为双曲线，所以 A 到 B为等温变化；B 到 C 的 过 程中气体体积膨胀，气体对外做功为 V0 p0V0；由于 C 到 A的过程中外界对气体做的p0 2p02 32功大于 A到 B 到 C 过程中气体 对外界做的功，所以整个过程中，外界对气体做正功，根据热力学第一定律，气体放热(3)该实验应先撒上痱子粉再滴油酸，故 选项 A 错误；痱子粉要适量，太多了，油酸散不开来不能形成单分子薄层，故选项 B 错误；该实验 中是将油膜看成单分子层油膜，故选项 C 正确
16、；酒精溶液的作用是稀释油酸，故 选项 D 错误根据题意可得 0.25，解得 x0.001 5，所以千分比为 1.5 .x6010 610 10答案 (1)D(2)等温 3p0V0/2 放热(3)C 1.510 3 (或 1.5)6(2014南京市、盐城市高三第二次模拟)以下说法中正确的是_A系统在吸收热量时内能一定增加B悬浮在空气中做布朗运动的 PM2.5 微粒，气温越高，运动越剧烈C封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍D用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明此时分 子间只存在引力而不存在斥力(2)常温水中用氧化钛晶体和铂
17、黑作电极，在太阳光照射下分解水，可以从两电极上分别获得氢气和氧气已知分解 1 mol 的水可得到 1 mol 氢气，1 mol 氢气完全燃烧可以放出 2.858 105 J 的能量，阿伏加德罗 常数 NA 6.021023mol1 ，水的摩尔质量为 1.8102 kg/mol .则 2 g 水分解后得到氢气分子总数_个；2 g 水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量_J( 均保留两位 有效数字)(3)图 61522一定质量理想气体经历如图 61522 所示的A B、BC、CA 三个变化 过程，TA300 K，气体从 CA 的过程中 做功为 100 J，同时吸热 250 J，已知气体的内能与温度
18、成正比求：气体处于 C状态时的温度 TC；气体处于 C状态时内能U C.解析 (1)改变 物体的内能有两种途径，做功和热传递，A 项错误；气温越高，布朗运动越剧烈， B 项正确；封闭容器中的理想气体，若温度不 变， 则分子的平均动能不变，体积减半， 单 位体积内气体分子数 加倍， 则单位时间 内气体分子在容器壁单位面上碰撞的次数加倍，气体压强 加倍， C 项对，用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明分子间的引力大于斥力，对 外表现为引力， D 项错(2)2 g 水的分子 数 N NA 6.021023 个6.71022 个mM 210 31.810 2氢气燃烧所放出的能量E E0 2.858105 J3.210 4 JmM 210 31.810 2(3)对气体从 A到 C 由盖吕萨克定律得 VATA VCTC解得 C 状态的温度 TC TA150 KVCVA从 C 到 A 对气体由热力学第一定律得UA UCQW250 J100 J 150 J由题意得 UAUC TATC联立式解得 UC150 J答案 (1)BC (2)6.7 1022 3.210 4 (3) 150 K150 J
