1、1微专题 75 选修 3-31(2017常熟中学高考二模)在大气中，空气团竖直运动经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周围空气热量交换极少，可看作绝热过程潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨，到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风(大气压强随高度的增加而减小)(1)空气团沿背风坡下降时，下列描述其压强 p 随体积 V 变化关系的图象中，可能正确的是_(图中虚线是气体的等温线)(2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低，原因是空气团_(选填“对外放热”或“对外做功”)；设空气团的内能 U 与温度 T 满足 U CT(C 为一常数)，空气团沿着背风坡
2、下降过程中，外界对空气团做的功为 W，则此过程中空气团升高的温度 T_.(3)若水汽在高空凝结成小水滴的直径为 d，已知水的密度为 、摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA.求：一个小水滴包含的分子数 n; 水分子直径的大小 d0.22(多选)(2017溧水中学高考二模)下列说法正确的是( )A由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距 r0，故液体表面存在表面张力B布朗微粒做无规则运动是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果C一定量的 0 的水结成 0 的冰，内能一定减小D液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性3在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：取油酸 1.00 mL 注入
3、 250 mL 的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到 250 mL 的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到 1.00 mL 为止，恰好共滴了 100 滴在水盘内注入蒸馏水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜测得此油膜面积为 3.60102 cm2.(1)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，则形成的油膜面积可视为_，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径(2)利用数据可求得油酸分子的直径
4、约为_m.4如图 1 所示，一汽缸竖直放置，用一质量为 m 的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在汽缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热设活塞横截面积为 S，外界大气压强为 p0，电热丝热功率为 P，测得通电 t 时间内活塞缓慢向上移动高度 h，求：(重力加速度为 g)图 1(1)汽缸内气体压强的大小；(2)t 时间内缸内气体对外所做的功和内能的变化量35(2017江苏高考考前模拟(二)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
5、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6一定质量的理想气体经历了如图 2 所示 A 到 B 状态变化的过程，已知气体状态 A 参量为pA、 VA、 tA，状态 B 参量为 pB、 VB、 tB，则有： pA_pB(选填“” “”或“”)若 A到 B 过程气体内能变化为 U，则气体吸收的热量 Q_.图 27冬天天气寒冷，有时室内需要加温如果有一房间室内面积为 22.4 m2，高为 3.0 m，室内空气通过房间缝隙与外界大气相通，开始时室
6、内温度为 0 ，通过加热使室内温度升为20 .若上述过程中大气压强不变，已知气体在 0 的摩尔体积为 22.4 L/mol，阿伏加德罗常数为 6.01023 mol1 ，试估算这个过程中有多少个空气分子从室内跑出(结果保留两位有效数字)48(2017江苏三模)一定质量的理想气体经过如图 3 所示的一系列过程：图 3(1)下列说法正确的是_A由 a b 过程，气体内能增加B由 a b 过程，气体分子热运动加剧C当分子热运动减缓时，压强必定减小D当分子平均动能增大时，气体体积可以保持不变(2)在上述 b c 过程中，_(选填“气体对外”或“外界对气体”)做功； c a过程中，气体_(选填“从外界吸
7、收”或“向外界放出”)热量(3)若已知该理想气体在 a 状态时的温度为 Ta，在 b 状态时的体积为 Vb，在 c 状态时的温度为 Tc、密度为 、摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，试计算该理想气体中的分子数9(2017淮阴区校级期末) 一位同学为了表演“轻功” ，用打气筒给 4 只相同气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图 4 所示，这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂，球内气体温度可视为不变图 4(1)下列说法正确的是_5A气球内气体的压强是由于气体重力而产生的B由于该同学压迫气球，球内气体
8、分子间表现为斥力C气球内气体分子平均动能不变D气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)表演过程中，对球内气体共做了 4 J 的功，此过程中气球_(填“吸收”或“放出”)热量若某气球突然爆炸，则该气球内的气体内能_(填“增加”或“减少”)(3)一只气球内气体的体积为 V，密度为 ，平均摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，试用以上字母表示这个气球内气体的分子个数及分子间的平均距离10(2018南京市玄武区模拟)(1)下列说法正确的有_A天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)仍然是晶体B大气中氢含量较少的原因是氢分子平均速率较大，更容易发生逃逸C相同的温度下，液体的扩散速度等于固体的扩散速
9、度D人类使用能量的过程是将高品质的能量最终转化为低品质的内能(2)汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时，气体体积膨胀推动活塞对外做功已知在某次对外做功的冲程中，汽油燃烧释放的化学能为 1103 J，因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为 8102 J该内燃机的效率为_随着科技的进步，可设法减少热量的损失，则内燃机的效率能不断提高，其效率_(选填“有可能”或“仍不可能”)达到 100%.(3)已知地球到月球的平均距离为 384 400 km，金原子的直径为 3.48109 m，金的摩尔质量为 197 g/mol.若将金原子一个接一个地紧挨排列起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”(已知 NA6.0210
10、23 mol1 )试问：该“分子大道”需要多少个原子？这些原子的总质量为多少？6答案精析1(1)C (2)对外做功 WC(3) d3NA6M 3 6M NA解析 (1)在 p V 图中等温线为双曲线的一支，而且越远离坐标原点的温度越高，沿着背风坡下降时升温，所以图象应该由低等温线指向高等温线，另外在此过程中空气团的体积和压强均变化，故选 C.(2)空气团在山的迎风坡上升时温度降低，空气团内能减小，又绝热，根据热力学第一定律可知空气团对外做功根据 U CT 得： U C T空气团沿着背风坡下降过程中，外界对空气团做功为 W，根据热力学第一定律得： U W Q其中 Q0联立解得： T ；WC(3)
11、水滴的体积为 V d316水滴的质量 m V分子数 n NAmM d3NA6M根据 d03M NA 16解得 d03 6M NA2CD 由于液体表面分子间距离大于平衡位置间距 r0，故液体表面存在表面张力，故 A错误；布朗微粒做无规则运动是由于它受到水分子的撞击力不平衡造成的，故 B 错误；一定量的 0 的水结成 0 的冰，放出热量，分子势能减小，分子总动能不变，内能一定减小，故 C 正确；液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性的特点，故 D 正确3(1)单分子油膜 (2)1.1110 9解析 (1)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，则形成的油膜面积可视
12、为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径7(2)1 滴溶液中纯油酸的体积 V 410 5 mL，1 mL100 1 mL250 mL油酸分子的直径 d cm1.1110 7 cm1.1110 9 m.VS 410 53.601024(1) p0 (2) p0Sh mgh Pt mgh p0ShmgS解析 (1)活塞受力平衡，设内部气体压强为 p，则：p0 pmgS(2)气体对外做功：W pSh p0Sh mgh由热力学第一定律得，内能的变化量： U Q W Pt mgh p0Sh.5D6 U pA(VB VA)解析 热力学温度： T273 t，由题图可知， V 与 T 成正比，因此，从
13、 A 到 B 过程是等压变化，有： pA pB，在此过程中，气体体积变大，气体对外做功，W p V pA(VB VA)，由热力学第一定律： U W Q 可知：Q U W U pA(VB VA)71.210 26个解析 0 时室内气体分子总数 N NA 6.010231.810 27(个)ShVmol 22.43.022.410 3设 20 时室内气体体积与气体总体积分别为 V1和 V2.根据盖吕萨克定律得 V1V2 T1T2 273293则 20 时室内气体分子数与总分子数之比为 N1N V1V2从室内跑出的气体分子数为 N N N1；联立解得 N N1.210 26(个)202938(1)D
14、 (2)外界对气体 从外界吸收 (3) NA VbTcMTa解析 (1)由 a b 过程，温度不变，故一定质量的理想气体的内能不变，故 A 错误；由 a b 过程，温度不变，分子热运动的平均动能不变，故气体分子热运动的剧烈程度不变，故 B 错误；8由 b c 过程，温度降低，分子热运动减缓，压强不变，故 C 错误；由 c a 过程，温度升高，分子平均动能增大，因为 c a 过程题图 p T 图象过原点，所以由 c a 过程为等容过程，故气体体积可以保持不变，故 D 正确(2)b c 过程中 p 不变，而温度 T 减小，根据 定值，可知体积 V 变小，所以外界对气体pVT做功；c a 过程中温度
15、升高，故内能增大， U0， c a 为等容过程，故 W0，根据热力学第一定律： U W Q所以： Q0，故气体从外界吸收热量(3)根据题图图象可知 a b 过程为等温过程： Ta Tb由 b c 过程为等压变化过程，根据盖吕萨克定律可得： VbTb VcTc该理想气体中的分子数： N NA VcM联立各式可得： N NA VbTcMTa9(1)C (2)放出 减少 (3) VNAM 3 M NA解析 (1)密闭容器内的气体压强是大量气体分子频繁撞击器壁产生，故 A 错误该同学压迫气球，气体分子间距离仍然较大，气体分子间的作用力几乎为零，故 B 错误球内气体温度可视为不变，所以气球内气体分子平均
16、动能不变，故 C 正确气体分子间空隙很大，所以气球内气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故 D 错误(2)表演过程中，球内气体温度可视为不变，说明球内气体内能不变，即 U0，对球内气体共做了 4 J 的功，即 W4 J，所以此过程中 Q4 J，即气球放出的热量是 4 J，若某气球突然爆炸，气体对外做功，瞬间无热传递，则该气球内的气体内能减少，温度降低(3)一只气球内气体的体积为 V，密度为 ，平均摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，所以气体的摩尔数： n ，mM VM这个气球内气体的分子个数： N nNA ； VNAM气体分子之间的距离： d ，3VN解得： d .3 M NA10(1
17、)BD (2)20% 仍不可能 (3)1.1010 17个 3.6010 8 kg解析 (1)天然水晶熔化后再凝固的水晶(石英玻璃)是非晶体，故 A 错误；在动能一定的情况下，质量越小，速率越大；地球大气中氢含量少，是由于外层气体中氢分9子平均速率大，更容易大于地球的第一宇宙速度，更易从地球逃逸，故 B 正确；在相同的温度下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快，故 C 错误；根据热力学第二定律，能量在利用过程中，总是由高品质的能量最终转化为低品质的内能，故 D 正确(2)汽油燃烧释放的化学能为 1103 J，因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8.0102 J，故转化为机械能的能量为 200 J；该内燃机的效率为 100%20%；200 J1 000 J根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，故内燃机的效率不可能达到 100%；(3)地球到月球的平均距离为 384 400 km，金原子的直径为 3.48109 m，故“分子大道”需要的原子数为：N 1.1010 17(个)；sd 384 400103 m3.4810 9 m单个分子的质量为：m0 MNA这些原子的总质量为：m m0N联立解得：m kg3.6010 8 kgNMNA 1.1010170.1976.021023
