1、1分子动理论 气体及热力学定律1(2018江苏高考)(1)如图 1 所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中。纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度。空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则_。A空气的相对湿度减小B空气中水蒸气的压强增大C空气中水的饱和汽压减小D空气中水的饱和汽压增大(2)一定量的氧气贮存在密封容器中，在 T1和 T2温度下其分子速率分布的情况见下表。则 T1_(选填“大于” “小于”或“等于”) T2。若约 10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为 T1，则在泄漏后的容器中，速率处于 400500 m/s 区间的氧气分子数占
2、总分子数的百分比_(选填“大于” “小于”或“等于”)18.6%。各速率区间的分子数占总分子数的百分比/%速 率 区 间 ms 1温度 T1 温度 T2100 以下 0.7 1.4100200 5.4 8.1200300 11.9 17.0300400 17.4 21.4400500 18.6 20.4500600 16.7 15.1600700 12.9 9.2700800 7.9 4.5800900 4.6 2.0900 以上 3.9 0.9(3)如图 2 所示，一定质量的理想气体在状态 A 时压强为2.0105 Pa，经历 A B C A 的过程，整个过程中对外界放出61.4 J 热 量
3、。求该气体在 A B 过程中对外界所做的功。解析：(1)温度计示数减小说明水在蒸发，这是因为空气的相对湿度减小了，故 A 正确。空气中水的饱和汽压与空气温度有关，温度不变，水的饱和汽压不变，故 C、D 错误。水的饱和汽压不变，空气的相对湿度减小，所以空气中水蒸气的压强减小，故 B 错误。2(2)温度大时，速率大的分子比例较大，故 T1T2。温度一定，气体分子速率分布情况不变，故泄漏前后速率处于 400500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比保持不变。(3)整个过程中，外界对气体做功 W WAB WCA，且 WCA pA(VC VA)由热力学第一定律 UQ W，得 WAB(Q WCA)
4、代入数据得 WAB138.6 J，即气体对外界做的功为 138.6 J。答案：(1)A (2)大于 等于 (3)138.6 J2.(2018盐城三模)(1)如图所示，氧气在 0 和 100 两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系。下列说法正确的是_。A甲为 0 时情形，速率大的分子比例比 100 时少B乙为 0 时情形，速率大的分子比例比 100 时少C甲为 100 时情形，速率大的分子比例比 0 时多D乙为 100 时情形，速率大的分子比例比 0 时多(2)如图所示，在气缸右侧封闭一定质量的理想气体，压强与大气压强相同。把气缸和活塞固定，使气缸内气体升高到一定
5、的温度，气体吸收的热量为 Q1，气体的内能为 U1。如果让活塞可以自由滑动(活塞与气缸间无摩擦、不漏气)，也使气缸内气体温度升高相同温度，其吸收的热量为 Q2，气体的内能为 U2，则 Q1_Q2， U1_U2。(均选填“大于” “等于”或“小于”)(3)气筒给足球打气时，每打一次都把压强 1 个标准大气压、温度为 27 、体积为 448 mL 的空气打进足球。已知 1 mol 空气在 1 个标准大气压、0 时的体积为 22.4 L，阿伏加德罗常数为 61023 mol1 。求该气筒每打一次气时，进入足球内空气分子的个数。(计算结果保留一位有效数字)解析：(1)气体分子速率与温度关系中，温度越高
6、速率越大，所以甲为 0 时情形，速率大的分子比例比 100 时少，故 A 正确，C 错误；同理可知，乙为 100 时情形，速率大的分子比例比 0 时多，故 B 错误，D 正确。(2)根据热力学第一定律 UQ W 可知，要使理想气体升高相同的温度，即使理想气体的内能增加量相同，由于第二种情形，理想气体除了吸热还要对外做功，所以第二次吸收的热量更多。(3)根据等压变化 ，V2T2 V1T1其中 T1(27327)K300 K， V1448 mL0.448 L， T2273 K，3解得： V2 V10.4 LT2T1故每打一次气进入足球的空气分子数为：N NA 61023个110 22个。V2V0
7、0.422.4答案：(1)AD (2)小于 等于 (3)110 22个3(2018南京三模)(1)下列说法正确的是_。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减小而增大B烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体C温度高的物体分子平均动能不一定大，但内能一定大D洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起，这是由水的表面张力引起的(2)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，将 1 mL 的油酸溶于酒精，制成 500 mL 的油酸酒精溶液；测得 1 mL 的油酸酒精溶液有 100 滴；将 1 滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉
8、的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图甲所示，坐标纸上正方形小方格的边长为 2 cm，则一滴油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为_m3；油酸分子的直径为_m。 (结果均保留一位有效数字)(3)一定质量的理想气体变化情况如图乙所示。已知在状态 B 时，气体温度 TB300 K。求气体在状态 A 时的温度；气体由状态 D B 的过程中放出热量为 4.5102 J，则此过程中气体内能增量为多少？解析：(1)分子间的作用力跟分子间的距离 r 有关，当 r r0时，分子间表现为引力，分子力随分子间距离的减小可能一直减小，也可能先增大后减小，而分子力一直做正功
9、，分子势能一直减小，故 A 错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，表现为各向异性，说明云母片是晶体，故 B 正确；温度是分子平均动能的标志，物体的内能与温度、质量、体积都有关系，所以温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，故 C 错误；洗头发时，当头发浸泡在水中时呈散开状，露出水面后头发聚拢到一起，这是由水的表面张力引起的，故 D 正确。(2)一滴酒精油酸溶液含纯油酸的体积：4V mL210 11 m31500 1100由题图甲所示可知，共有 89 个方格，油膜的面积： S890.020.02 m 23.5610 2 m2，油酸分子直径为： d m610 1
10、0 m。VS 210 113.5610 2(3)由题图乙可知 pA210 5 Pa， pB110 5 PaA 到 B 气体做等容变化，有 pATA pBTB代入数据解得 TA600 K。由 D 到 B 的过程中，外界对气体做功为W pB V110 53103 J300 J由热力学第一定律得，气体内能增量为 U WQ300 J4.510 2 J150 J。答案：(1)BD (2)210 11 610 10(3)600 K 150 J4(2018苏锡常镇二模)(1)关于下列实验及现象的说法，正确的是_。A图甲说明薄板是非晶体B图乙说明气体速率分布随温度变化且 T1T2C图丙说明气体压强的大小既与分
11、子动能有关也与分子的密集程度有关D图丁说明水黾受到了浮力作用(2)氙气灯在亮度、耗能及寿命上都比传统灯有优越性，已知某轿车的氙气灯泡的容积为 V，其内部氙气的密度为 ，氙气摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA。则灯泡中氙气分子的总个数为_，灯泡点亮后其内部压强将_(填“增大” “减小”或“不变”)。(3)如图为一定质量的理想气体的体积 V 随热力学温度 T 的变化关系5图像。由状态 A 变化到状态 B 的过程中气体吸收热量 Q1220 J，气体在状态 A 的压强为p01.010 5 Pa。求：气体在状态 B 时的温度 T2；气体由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体向外放出的热量 Q2。
12、解析：(1)图甲说明薄板的导热性能是各向同性，则薄板是非晶体或多晶体，故 A 项错误；图乙说明气体速率分布随温度变化， T1时速率低的占的比例比 T2时多，速率大的占的比例比 T2时少，则 T1T2，故 B 项错误；图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关，故 C 项正确；图丁说明水的表面存在表面张力，故 D 项错误。(2)氙气灯泡的容积为 V，其内部氙气的密度为 ，氙气摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA。则灯泡中氙气分子的总个数 N NA，灯泡点亮后其内部气体温度升高，体积不 VM变，压强增大。(3)状态 A 变化到状态 B 的过程是等压过程，根据盖吕萨克定律 ，解得
13、： T2600 K。V1T1 V2T2 A 到 B 过程气体从外界吸热，对外界做功，内能增加，据热力学第一定律： UABQ 1 WAB又 WAB p0(V2 V1)100 JC 状态与 A 状态内能相等，则 UAB UBCB 到 C 过程是等容过程 WBC0，据热力学第一定律： UBCQ BC WBC解得：Q BC120 J，即气体由状态 B 变化到状态 C 的过程中，气体向外放出的热量 Q2120 J。答案：(1)C (2) NA 增大 (3)600 K 120 J VM5(2018江苏七市三模)(1)下列说法中正确的有_。A只有在温度较高时，香水瓶盖打开后才能闻到香水味B冷水中的某些分子的
14、速率可能大于热水中的某些分子的速率C将沸腾的高浓度明矾溶液倒入玻璃杯中冷却后形成的八面体结晶属于多晶体D表面张力是由液体表面层分子间的作用力产生的，其方向与液面平行(2)1912 年，英国物理学家威尔逊发明了观察带电粒子运动径迹的云室，结构如图所示，在一个圆筒状容器中加入少量酒精，使云室内充酒精的饱和蒸汽。迅速向下拉动活塞，室内气体温度_(选填“升高” “不变”或“降低”)，酒精的饱和汽压_(选填“升高” “不变”或“降低”)。6(3)如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，用截面积为 S 的轻活塞在气缸内封闭着体积为 V0的气体，此时气体密度为 0。在活塞上加一竖直向下的推力，使活
15、塞缓慢下降到某位置 O，此时推力大小 F2 p0S。已知封闭气体的摩尔质量为 M，大气压强为 p0，阿伏加德罗常数为 NA，环境温度不变。求活塞下降到位置 O 时：封闭气体的体积 V；封闭气体单位体积内的分子数 n。解析：(1)将香水瓶盖打开，整个房间都能闻到香水味，这属于扩散现象，在任何温度下都会发生扩散现象，温度越高扩散的越快，故 A 错误；物体的温度高，分子的平均动能大，但由于分子运动是无规则的，冷水中的某些分子的速率可能大于热水中的某些分子的速率，故 B 正确；将沸腾的高浓度明矾溶液倒入玻璃杯中冷却后形成的八面体结晶属于单晶体，故 C 错误；表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面平行，使液面收缩，故 D正确。(2)迅速向下拉动活塞，室内气体膨胀，放出热量温度降低，因为温度降低，所以酒精的饱和汽压将降低。(3)由玻意耳定律有： p0V0 V(p0FS)解得： V V013密闭气体的摩尔数 n0 0V0M单位体积内的分子数 nn0NAV解得： n 。3 0NAM答案：(1)BD (2)降低 降低 (3) V0 13 3 0NAM7
