1、课时训练8理想气体的状态方程题组一理想气体及其状态方程1.关于理想气体,下列说法不正确的是()A.理想气体能严格遵守气体实验定律B.实际气体在温度不太高、压强不太小的情况下,可看成理想气体C.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体D.所有的实际气体在任何情况下,都可以看成理想气体解析:理想气体是在任何温度、任何压强下都严格遵守气体实验定律的气体,A正确;它是实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下的近似,故C正确,B、D错误。答案:BD2.对于理想气体方程=恒量,下列叙述正确的是()A.质量相同的不同种气体,恒量一定相同B.质量不同的不同种气体,恒量一定不相同C.物质的量相同
2、的任何气体,恒量一定相等D.标准状态下的气体,恒量一定相同答案:C3.对一定质量的气体,下列说法正确的是()A.温度发生变化时,体积和压强可以不变B.温度发生变化时,体积和压强至少有一个发生变化C.如果温度、体积和压强三个量都不变化,我们就说气体状态不变D.只有温度、体积和压强三个量都发生变化,我们就说气体状态变化了解析:p、V、T三个量中,可以两个量发生变化,一个量恒定,也可以三个量同时发生变化,而一个量变化,另外两个量不变的情况是不存在的,气体状态的变化就是p、V、T的变化。故B、C说法正确。答案:BC4.有一定质量的氦气,压强与大气压相等,体积为 1 m3,温度为0 。在温度不变的情况下
3、,如果压强增大到大气压的500倍,按玻意耳定律计算,体积应该缩小至 m3,但实验的结果是 m3。如果压强增大到大气压的1 000倍,体积实际减小至 m3,而不是按玻意耳定律计算得到的 m3。在此过程中可以把氦气看成理想气体吗?解析:理想气体是在任何温度、压强下都严格遵守气体实验定律的气体。一定质量的氦气在上述变化过程中,不符合玻意耳定律,所以不能看成理想气体。答案:不可以。5.一定质量的理想气体处于某一初始状态,若要使它经历两个状态变化过程,压强仍回到初始的数值,则下列过程中,可以采用()A.先经等容降温,再经等温压缩B.先经等容降温,再经等温膨胀C.先经等容升温,再经等温膨胀D.先经等温膨胀
4、,再经等容升温解析:据=C可知,先等容降温,导致压强减小,然后等温压缩导致压强增大,所以A选项可以采用;先等容降温,导致压强减小,然后等温膨胀导致压强减小,B选项不可采用;先等容升温,导致压强增大,然后等温膨胀导致压强减小,C选项可以采用;先等温膨胀,导致压强减小,然后等容升温导致压强增大,D选项可以采用。答案:ACD6.如图所示,一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭,横截面积S2=4S1,上端与大气连通,管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体,空气柱长度为h,水银柱高度 h1=h2=h,已知大气压强为p0,水银密度为,重力加速度为g,初始温度为T0。求:(1)将温度降
5、低至水银柱恰好全部进入粗管中,此时封闭气体的温度;(2)接着在细管口加一个抽气机,对细管内空气进行抽气(保持第一小问中的温度不变),使水银柱上升至原图示位置,细管内被抽气体的压强。解析:(1)粗管内水银柱长度增加了h2,根据S1h1=S2h2h2=封闭气体压强p2=p0+g(h2+h2)=p0+gh根据理想气体状态方程封闭气体的温度T2=。(2)等温变化:p2V2=p3V3p3=p0+gh细管内被抽气体的压强p3=p3-2gh=p0-gh。答案:(1)(2)p0-gh题组二理想气体状态变化图象7.一定质量的理想气体经历一膨胀过程,此过程可以用p-V图象上的直线ABC来表示,如图所示,在A、B、
6、C三个状态中,气体的温度TATC、TBTA。(均选填“”“=”或“”)解析:由p-V图象读出理想气体在A、B、C三个状态的参量为pA=3 atm,VA=1 L;pB=2 atm,VB=2 L;pC=1 atm,VC=3 L,根据理想气体状态方程,有,即,所以TA=TC,TA8.如图所示,用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中,用水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢向右移动,由状态变化到状态,如果环境保持恒温,分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态变化到状态,此过程可用下图中哪几个图象表示()解析:由题意知,由状态到状态过程中,温度不变,体积增大,根据=C可知压强将减小。对A
7、图象进行分析,p-V图象是双曲线即等温线,且由到体积增大,压强减小,故选项A正确,B错误;对C图象进行分析,可知温度不变,体积却减小,故选项C错误;对D图象进行分析,可知温度不变,压强是减小的,故体积增大,选项D正确。答案:AD9.图甲为1 mol氢气状态变化过程的V-T图象,已知状态A的参量为pA=1 atm,TA=273 K,VA=22.4103 m3,取1 atm=105 Pa,在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p-V图,写出计算过程并标明 A、B、C 的位置。解析:据题意,从状态A变化到状态C过程中,由理想气体状态方程可得,pC=1 atm,从A变化到B的过程中有,pB=2 atm
8、。A、B、C的位置如图所示。答案:见解析图。(建议用时:30分钟)1.下列说法正确的是()A.玻意耳定律对任何压强都适用B.盖吕萨克定律对任意温度都适用C.常温、常压下的各种气体都可以当成理想气体D.一定质量的气体,在压强不变的情况下,它的体积跟温度成正比解析:根据理想气体的定义可作出判断。答案:C2.某同学夏天上体育课时把放在空调教室里的篮球带出去玩,不久会发现()A.球变硬了些,吸收热量,内能变大B.球变软了些,吸收热量,内能不变C.球变硬了些,温度升高,压强不变D.球没有发生变化解析:把空调教室里的篮球带到室外,温度上升,忽略体积的变化,内能变大。球内气体吸热,由=常量,则压强变大,球变
9、硬了些,故A正确。答案:A3.一定质量的理想气体,在某一平衡状态下的压强、体积与温度分别为p1、V1、T1,在另一平衡状态下的压强、体积和温度分别为p2、V2、T2,下列关系正确的是()A.p1=p2,V1=2V2,T1=T2B.p1=p2,V1=V2,T1=2T2C.p1=2p2,V1=2V2,T1=2T2D.p1=2p2,V1=V2,T1=2T2解析:选项A和B都是等压变化,压强不变时,气体体积和热力学温度成正比,所以选项A和B均错误;选项D是等容变化,压强与热力学温度成正比,所以选项D正确;选项C中三个状态参量都变化,根据理想气体状态方程,知选项C是错误的。答案:D4.为了控制温室效应,
10、各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实,设想将CO2液化后,送入深海海底,以减小大气中的CO2的浓度。为使CO2液化,最有效的措施是() A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温答案:D5.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,AB、BC、CD、DA这四段过程在 p-T 图上都是直线段,其中AB的延长线通过坐标原点O,BC垂直于AB,而CD平行于AB,由图可以判断()A.AB过程中气体体积不断减小B.BC过程中气体体积不断增大C.CD过程中气体体积不断增大D.DA过程中气体体积不断增大解析:AB的延长线通过坐标原点O,即AB位于同一等容线
11、,所以VA=VB,A错误;连接C、O与D、O,则C和O、D和O分别位于同一等容线,比较斜率可知VA=VBVDVC。答案:CD6.向固定容器内充气,当气体压强为p、温度为27 时,气体的密度为,当温度为327 、气体压强为1.5p时,气体的密度为()A.0.25B.0.5C.0.75D.解析:根据,V=,可知C正确。答案:C7.如果病人在静脉输液时,不慎将5 mL空气柱输入体内,会造成空气栓塞,致使病人死亡。设空气柱在输入体内前的压强p1大小相当于760 mm高水银柱所产生的压强,温度为27 。人的血压正常值。高压p2为120 mm高水银柱产生的压强大小,低压p3为 80 mm 高水银柱产生的压
12、强大小,试估算空气柱到达心脏处时,在收缩压和扩张压两种状态下,空气柱的体积分别是多少?解析:以输入人体内的空气柱为研究对象输入前p1大小等同于760 mm高水银柱产生的压强,V1=5 mL,T1=300 K输入后在收缩压时p2等同于120 mm高水银柱产生的压强,T2=310 K由理想气体状态方程可得V2= mL=32.7 mL在扩张压时p3等同于80 mm高水银柱产生的压强,T3=310 K据有V3= mL=49.1 mL。答案:32.7 mL49.1 mL8.一定质量的气体,在状态变化过程中的p-T图象如图所示,在A状态时的体积为V0,试画出对应的V-T图象和p-V图象。解析:对气体由AB,根据玻意耳定律有 p0V0=3p0VB,则VB=V0。由理想气体状态方程得VC=V0,由此可知A、B、C三点的物理量分别为A:p0,T0,V0;B:3p0,T0,V0;C:3p0,3T0,V0。V-T图象和p-V图象如图甲、乙所示。答案:见解析