1、2012届高三一轮复习之选修3-3知识串讲2（人教版）第2单元 气体在近年的高考试题中，特别是实行新课标地区的考题（如山东、海南、宁夏等省份的高考试题）多是以气体为研究对象的状态变化问题，解决这类问题的关键是要弄清：“一个对象”、“四个过程”、“两大规律”体系物量解题思想一、一个对象 气体的研究对象一般为“一定质量”的“理想气体”理想气体具备以下特点：（1）气体分子可以认为是质点；（2）气体分子间没有作用力；（3）没有分子势能，只有分子动能，气体的热力学能是分子动能；（4）满足三个实验定律和理想气体状态方程二、四个过程 指气体状态变化的四个过程：等温过程、等容过程、等压过程、绝热过程各过程的特
2、点如下：等温过程：温度不变、分子平均动能不变、（理想气体）内能不变；等容过程：体积不变、分子密度不变、外界对气体做功为零等压过程：压强不变、分子平均动能和分子密度的变化趋势相反绝热过程：气体与外界没有热量交换，气体内能的变化完全由做功来决定三、两大规律 这是说的解决气体问题的“两大规律”体系：气体状态变化规律（气体实验定律和理想气体状态方程）、热力学第一定律（或能的转化与守恒定律）1.状态变化规律： 玻意耳定律：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，P1V1P2V2查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，盖吕萨克定律：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，（4）理想气体状态方程：对于
3、一定质量的理想气体，2.热力学第一定律：它表示了功、势量跟内能改变之间的定量关系：UWQ做功：做功使物体内能发生变化，本质是能量的转化，是一种形式的能向另一种形式的能转化，功是能量转化的量度热传递：是能量的转移，内能由一个物体传递给另一个物体，传递的能量用热量Q表示内能的改变：是物体内所有分子动能和势能之和发生了变化，宏观表现在温度变化和体积变化若是理想气体，内能的改变是物体内所有分子动能之和发生了变化。考点例析1.状态变化规律 状态变化规律包括玻意耳定律、查理定律、盖吕萨克定律和理想气体状态方程，这部分内容可以直接以选择题、填空题和计算题的形式考查，也可以结合液柱的移动、状态参量的变化及热力
4、学定律出题.例1 （海南卷）一气象探测气球，在充有压强为100atm（即760cmHg）、温度为270的氦气时，体积为350m3。在上升至海拔650km高空的过程中，气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压360cmGg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热，保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-480。求：（1）氦气在停止加热前的体积；（2）氦气在停止加热较长一段时间后的体积。解析：（1）在气球上升至海拔6.50km高空的过程中，气球内氦气经历一等温过程。根据玻意耳定律有 ，其中是在此等温过程末氦气的体积。由上式得。（2）在停止加热较长一段时间后，氦气的温度逐渐从下降到与
5、外界气体温度相同，即。这是一等过程 根据盖吕萨克定律有 式中，是在此等压过程末氦气的体积。可得。点评：本题直接以计算题的形式考查了玻意耳定律、盖吕萨克定律等的应用。2.理想气体变化图象例2 （上海卷）已知理想气体的内能与温度成正比。如图所示的实线汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能 ( )A.先增大后减小 B.先减小后增大 C.单调变化 D.保持不变解析：由pV/T为恒量，由图像与坐标轴围成的面积表达pV乘积，从实线与虚线等温线比较可得出，该面积先减小后增大，说明温度T先减小后增大，内能先减小后增大。答案：B点评：解决本题需要知道理想气体的内能只和
6、温度有关，另外还要清楚理想气体的等温变化图象，难度不大，所以笔者建议大家备考时一定要熟悉理想气体的三种变化图象，否则，将来在此失分，那就太可惜了.3.大气压强、气体压强的计算及其微观解释例3 （浙江自选模块）一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气（可视为理想气体），然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示。（1）关于气球内气体的压强，下列说法正确的是（ ）A.大于大气压强 B.是由于气体重力而产生的C.是由于气体分子之间的斥力而产生的 D.是由于大量气体分子的碰撞而产生的（2）在这位同学慢慢站上轻
7、质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是（ ）A.球内气体体积变大 B.球内气体体积变小 C.球内气体内能变大 D.球内气体内能不变 (3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸。表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示。若表演时大气压强为1.013105Pa，取g=10 m/s2，则气球内气体的压强为 Pa。（取4位有效数字）气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系？解析：（1）除了大气压通过气球壁（或橡皮膜）对
8、气球内的气体有一个压力（或压强）外，气球壁（或橡皮膜）收缩，对气球内的气体也有一个压力（或压强），所以气球内的气体压强大于大气压强，A对；大气压强是因为气体的重力作用，而气球内气体的压强是由于大量气体分子对气球壁（或橡皮膜）的碰撞而产生的，故BC错，D对.本题答案为AD.（2）这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球逐渐被压扁，球内气体体积减小，压强增大，A错B对；对于理想气体，温度不变，内能也不变，故C错D对.本题答案为BD.（3）设大气压为p0，气球内气体的压强为p，这位同学的质量为m，“印迹”的面积为S，则以气球内的气体为研究对象，可得到p0S+mg=pS即p= p0+（mg/S
9、）.根据“印迹”图象，可知“印迹”的面积为S=9340.020.02 s2=0.1488 s2将p0=1.013105Pa ，m=60 kg，g=10 m/s2，S=0.1488 s2代入上式可得p=1.053105Pa气球内气体的压强处处相等，上、下两个接触面处的压强也相等，因此两个“印迹”的面积也相等.答案：（1）AD ；(2)BD；（3）1.053105Pa ；面积相同点评：本题考查了大气压强和气体压强的区别、气体压强的计算及其微观解释，另外，修正日常生活中的错误认识，建立科学的分子模型，是学习这部分知识的重要过程4.状态变化规律与热力学第一定律的综合应用例4 如图10所示，导热性能良好
10、的气缸内用活塞封闭一定质量的空气，气缸固定不动，外界温度恒定。一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止。现在不断向小桶中添加细沙，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸）。忽略气体分子间相互作用，则在活塞移动过程中，下列说法正确的是（ ）A气缸内气体的分子平均动能变小 B气缸内气体的压强变小C气缸内气体向外放出热量 D气缸内气体从外界吸收热 解析：因温度不变，所以气缸内气体的分子平均动能不变，内能也不变，活塞缓慢向右移动，体积变大，压强减小，对外界做功，由热力学第一定律必吸收热量，所以选项BD对.答案：BD 点评：本题考查气体实验定律及热力学第一定律另外，在新课标地区新的考试模式下，33部分出题几率最高的是气体状态变化规律与热力学第一定律的结合，结合点是温度和体积
