1、配餐作业(三十五) 分子动理论 热力学定律A 组基础巩固题1.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )A温度越高，扩散进行得越快B扩散现象是由物质分子无规则运动产生的C扩散现象在气体、液体和固体中都能发生D液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析 扩散现象是分子无规则热运动的反映，B 正确、D 错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快，A 正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，C 正确。答案 ABC2(多选)下面关于分子力的说法正确的是( )A铁丝很难被拉长，这一事实说明铁分子间存在引力B水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力C将
2、打气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再压缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力解析 逐项分析：原来分子间距 r 等于 r0，拉长时 rr0，表现为引力，A 对；压缩时rr0，表现为斥力，B 对；压缩到一定程度后，空气很难再压缩，是气体分子频繁撞击活塞产生的气体压强增大的结果，C 错；磁铁吸引铁屑是磁场力的作用，不是分子力的作用，D 错。答案 AB3(2017重庆模拟)(多选)下列说法正确的是( )A气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C当分子力表现为斥
3、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第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E某气体的摩尔体积为 V，每个分子的体积 V0，则阿伏加德罗常数可表示为 NAVV0解析 气体放出热量，若外界对气体做功，温度升高，分子的平均动能增大，故 A 正确； 布朗运动是固体小颗粒的运动，它是分子无规则运动的反映，故 B 正确；当分子间是斥力时，分子力随距离的减小而增大；分子力做负功，故分子势能也增大，故 C 正确；第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故 D 错误；若气体的摩尔体积为 V，每个分子的体积为 V0，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径所以阿伏伽德
4、罗常数不能表示为 NA ，气体此式不成立，故 E 错误。VV0答案 ABC4地球上有很多的海水，它的总质量约为 1.41018吨，如果这些海水的温度降低0.1 ，将要放出 5.81023焦耳的热量，有人曾设想利用海水放出的热量使它完全变成机械能来解决能源危机，但这种机器是不能制成的，其原因是 ( )A内能不能转化成机械能B内能转化成机械能不满足热力学第一定律C只从单一热源吸收热量并完全转化成机械能的机器不满足热力学第二定律D上述三种原因都不正确解析 内能可以转化为机械能，如热机，A 错误；内能转化成机械能的过程满足热力学第一定律，即能量守恒定律，B 错误；热力学第二定律告诉我们：不可能从单一热
5、源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化，C 正确。答案 C5(2017三明质检)(多选)下列说法正确的是( )A分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子的平均动能相同B一定质量的气体，在体积膨胀的过程中，内能一定减小C布朗运动表明，悬浮微粒周围的液体分子在做无规则运动D知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度就可以估算出气体分子的大小E两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能一定相同，A 正确；一定质量的气体，在体积膨胀的过程中，如果同时伴随着吸热，内能不一定减小，B 错误；布朗运动是液体分子做
6、无规则运动的表现，C 正确；知道阿伏伽德罗常数、气体的摩尔质量和密度可算出摩尔体积，D 错误；两个分子的间距从极近逐渐增大到 10r0的过程中，分子之间的作用力开始时是斥力，当距离大于 r0后表现为引力，所以该过程中分子力先做正功，后做负功，它们之间的分子势能先减小后增大，E 正确。答案 ACE6(2017襄阳模拟)(多选)下列对热力学定律的理解正确的是( )A可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功B由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能C空调机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量D热量不可能由低温物体传给高温物体E如果物
7、体从外界吸收了热量，则物体的内能可能减少解析 在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，A 正确；由热力学第一定律可知，当 W0， Q0 时， U W Q，可以等于 0，B 错误；空调机在制冷过程中消耗了电能，总体上是放出热量，C 正确；热量可以由低温物体传给高温物体，D错误；物体从外界吸收热量，可能同时对外做功，如果对外做的功大于从外界吸收的热量，则物体的内能减少，E 正确。故选 ACE。答案 ACE7(2017重庆模拟)(多选)下列说法正确的是( )A利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积B一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关C固体很
8、难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用D只要物体与外界不发生热量交换，其内能就一定保持不变E物体温度升高，内能可能降低解析 仅利用氧气的摩尔质量和氧气的密度这两个已知量，便可计算出氧气的摩尔体积，借助阿伏加德罗常数求出一个氧气分子占有的空间，但氧气分子间有很大空隙，故无法得出氧气分子的体积，故 A 错误；理想气体是一种理想化的物理模型，实际上并不存在；理想气体的内能仅与温度有关，与气体的体积无关；实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看做理想气体，故 B 正确；根据分子动理论的内容可知，固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用，故 C 正确；不发生热传递的话，也可以是对外界做
9、功或者外界对物体做功，照样可以改变物体的内能，故 D 错误；物体的内能跟物体的质量、状态、温度有关，因此只知道物体的温度关系无法比较内能关系，选项 E 正确。故选BCE。答案 BCE8(多选)以下说法正确的是( )A在教室内空气中的氮气和氧气的分子平均动能相同B用活塞压缩气缸里的空气，活塞对空气做功 52 J，这时空气的内能增加了 76 J，则空气从外界吸热 128 JC有一分子 a 从无穷远处靠近固定不动的分子 b，当 a、 b 间分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小D显微镜下观察到的布朗运动是液体分子的无规则运动E一切与热现象有关的宏观物理过程都是不可逆的解析 在教室内空气中的氮气和氧
10、气的温度相等，分子的平均动能相同，选项 A 正确；用活塞压缩气缸里的空气，活塞对空气做功 52 J，这时空气的内能增加了 76 J，根据热力学第一定律 U W Q，可知，空气从外界吸收的热量 Q U W76 J52 J24 J，选项 B 错误； a、 b 间分子力为零时，它们具有的分子势能一定最小，选项 C 正确；显微镜下观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，选项 D 错误；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观物理过程都是不可逆的，选项 E 正确。答案 ACE9下列关于热现象的描述正确的一项是( )A根据热力学定律，热机的效率可以达到 100%
11、B做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的C温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同D物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规则的解析 根据热力学第二定律可知，热机不可能从单一热源吸收热量全部用来做功而不引起其他变化，因此，热机的效率不可能达到 100%，选项 A 错误；做功是通过能量转化的方式改变系统的内能，热传递是通过能量的转移的方式改变系统的内能，选项 B 错误；温度是表示热运动的物理量，热传递过程中达到热平衡时，温度相同，选项 C 正确；单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动表现出统计规律，选项 D 错误。答案 C
12、B 组能力提升题10.(2017广东模拟)(多选)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空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸汽压的比值C尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到 100%，制冷机却可以使温度降至热力学零度D将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最后再增大，分子势能是先减小再增大E一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小解析 布朗运动是指悬浮在液体中的微小的花粉颗粒的无规则运动(在显微镜下观察)，它是液体分子的无规则运动引起的，故 A 错误；空气的绝对湿度指大气中水蒸汽的实际
13、压强，相对湿度是指水蒸汽的实际压强与该温度下水蒸汽的饱和压强之比，故 B 正确；根据热力学第二定律，热机的效率不可能达到 100%，温度是分子热运动平均动能的标志，分子热运动的平均动能与物体的温度成正比，故绝对零度是不可能达到的，故 C 错误；两个分子相距无穷远时，分子力为零，逐渐靠近的过程，分子力先表现为引力，引力先增大后减小，减小到零后，又随距离的减小而表现为斥力，所以两个分子相互靠近时，分子力先做正功再做负功，分子力先增大后减小最后再增大，分子势能先减小后增大，故 D 正确；一定质量的气体，在体积不变时，分子个数不变，温度降低则气体的平均动能减少，气体的分子的平均速率减小，故气体分子每秒
14、平均碰撞次数减小，故 E 正确。答案 BDE11(2017内蒙古模拟)(多选)下列说法正确的是( )A一定质量的气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C空调既能制热又能制冷，说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向D外界对气体做功时，其内能一定会增大E生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成解析 一定质量的气体，在体积不变时，表示分子个数不变，温度降低则气体的平均动能减少，气体分子的平均速率减小，故气体分子每秒与器壁平均碰撞次数减小，故 A 正确；晶体具有特定的熔点，晶体熔化
15、时吸收热量，但温度不变，分子平均动能一定不变，故 B 错误；一切与热量有关的现象都具有方向性，在外界条件帮助下可以进行逆向传递，空调既能制热又能制冷，说明在不自发地条件下热传递方向性可以逆向，故 C 正确；外界对气体做功时，在气体不向外放热时，气体的内能增大，若气体同时放热，气体的内能不变，故 D 错误；生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故 E 正确。答案 ACE12(2016南昌模拟)(多选)下列说法正确的是( )A悬浮在液体中的小颗粒越小，布朗运动越明显B当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大C液晶具有光学的各向异性D
16、单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强可能增大E自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生解析 悬浮在液体中的小颗粒越小，布朗运动越明显，选项 A 正确；当分子间距离从0 增大时，分子间作用力先减小后增加，再减小，分子势能先减小后增大，选项 B 错误；液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，选项 C 正确；单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，如果气体的温度升高，气体对器壁的碰撞力变大，则气体的压强也可能增大，选项 D 正确；自然界凡是符合能量守恒定律的宏观过程有的具有方向性，不一定都能自然发生，选项 E 错误。故选 ACD。
17、答案 ACD13一种海浪发电机的气室如图所示。工作时，活塞随海浪上升或下降，改变气室中空气的压强，从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程，推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。(1)下列对理想气体的理解，正确的是_(填选项字母)。A理想气体实际上并不存在，只是一种理想模型B只要气体压强不是很高就可视为理想气体C一定质量的某种理想气体的内能与温度、体积都有关D在任意温度、任何压强下，理想气体都遵循气体实验定律(2)压缩过程中，两个阀门均关闭。若此过程中，气室中的气体与外界无热量交换，内能增加了 3.4104 J，则该气体的分子平均动能_(选填“
18、增大” “减小”或“不变”)，活塞对该气体所做的功_(选填“大于” “小于”或“等于”)3.410 4 J。(3)上述过程中，气体刚被压缩时的温度为 27 ，体积为 0.224 m3，压强为 1 个标准大气压。已知 1 mol 气体在 1 个标准大气压、0 时的体积为 22.4 L，阿伏加德罗常数NA6.0210 23 mol1 。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)解析 (1)理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在，选项 A 正确；在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过标准大气压的几倍时，把实际气体当成理想气体来处理，选项 B 错误；一定质量的理想气体的内能只与温度有关
19、，选项 C 错误；在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，这样的气体是理想气体，选项 D 正确。(2)气室中的气体与外界无热交换，内能增加，同时外界对气体做功，故密闭气体的温度升高，气体分子的平均动能增大。根据热力学第一定律 U Q W 可知，Q0， W U，所以活塞对该气体所做的功等于 3.4104 J。(3)设气体在标准状态时的体积为 V1，等压过程VT V1T1气体物质的量 n ，且分子数 N nNA，V1V0解得 N NAVT1V0T代入数据得 N510 24(或 N610 24)答案 (1)AD (2)增大 等于(3)51024或 6102414(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程
20、中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是_。(填选项字母)A气体分子间的作用力增大B气体分子的平均速率增大C气体分子的平均动能减小D气体组成的系统的熵增加(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6 J 的功，则此过程中的气泡_( 填“吸收”或“放出”)的热量是_J。气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了 0.1 J 的功，同时吸收了 0.3 J 的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了_J。(3)已知气泡内气体的密度为 1.29 kg/m3，平均摩尔质量为 0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA6.0210 23
21、mol 1，取气体分子的平均直径为 21010 m，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)解析 (1)掌握分子动理论和热力学定律才能准确处理本题。气泡的上升过程，气泡内的压强减小，温度不变，分子平均动能不变，由玻意耳定律知，上升过程中体积增大，微观上体现为分子间距增大，分子间引力减小，温度不变，所以气体分子的平均动能、平均速率不变，此过程为自发过程，故熵增大。D 项正确。(2)本题从热力学第一定律入手，抓住理想气体内能只与温度有关的特点进行处理。理想气体等温过程中内能不变，由热力学第一定律 U Q W，物体对外做功 0.6 J，则一定同时从外界吸收热量 0.6 J，才能保证内能不变。而温度上升的过程，内能增加了 0.2 J。(3)微观量的运算，注意从单位制检查运算结论，最终结果只要保证数量级正确即可。设气体体积为 V0，液体体积为 V1，气体分子数 n NA， V0mV1 n (或 V1 nd3)， d36则 d3NAV1V0 6m(或 d3NA)，V1V0 m解得 110 4 。(910 5 210 4 都算对)V1V0答案 (1)D (2)吸收 0.6 0.2(3)1104 (9105 210 4 都算对)
