1、选 考 部 分专题七分子动理论气体及热力学定律1.分子动理论：(1)分子的大小：分子很小，其直径的数量级为_。如果用V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用D表示分子的直径，则D=。阿伏加德罗常数表示1 mol任何物质中含有相同的微粒个数NA=_。10-10 m6.021023 mol-1(2)估算微观量的两种模型：球体模型：对固体、液体、气体均适用，认为分子为一个球体，直径为d=。立方体模型：一般适用于气体，认为一个分子占据的空间为一个立方体，边长为d=。(3)说明分子永不停息地做无规则热运动的两个实例：扩散现象的特点：温度越高，_。布朗运动的特点：永不停息、_运动
2、；颗粒越小，运动越_；温度越高，运动越_；运动轨迹不确定。扩散越快无规则剧烈剧烈(4)气体分子运动速率的统计分布规律:大量气体分子的速率按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，如图所示。且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会_。增大2.固体、液体和气体：(1)晶体和非晶体：比较晶体非晶体单晶体多晶体形状_熔点_特性_规则不规则不规则固定固定不固定各向异性各向同性各向同性(2)表面张力的方向总是沿液面分布的，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力，液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。表面张力跟液面_，跟这部分液面的分界线_。(3)理想气体状态方程：。当T1=
3、T2时，_(玻意耳定律)。当V1=V2时，(查理定律)。当p1=p2时，(盖-吕萨克定律)。相切p1V1=p2V2垂直3.热力学定律：(1)内能的变化：温度变化引起物体分子_的变化。体积变化，分子间的分子力做功，引起_的变化。(2)热力学第一定律：公式：_。平均动能分子势能UWQ符号正负的判断：做功W外界对物体做功_物体对外界做功_吸、放热Q物体从外界吸收热量_物体向外界放出热量_内能变化U物体内能增加_物体内能减少_W0W0Q0U0，根据(常量)，知气体的温度T降低，气体的内能减小，即U0，由UQW，知QU-WT1,V2V1,p2pA,所以VAVB,气体体积减小,外界对气体做功,气体密度增大
4、,A、B正确。由于温度不变,气体分子的平均动能不变,D错误。温度不变,气体的内能不变,外界对气体做功,由U=W+Q知,气体放出热量,C错误。【变式备选】(2013连云港模拟)如图甲所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸内某位置处有小挡板。初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体温度，则图乙所示的p-T图像中能正确反映汽缸内气体压强随温度变化情况的是()【解析】选B。缓慢升高汽缸内气体温度，在活塞开始移动前，气体体积不变，压强与热力学温度成正比；当压强增大到等于大气压强时，活塞开始移动，气体做等压变化，所以图乙所示的p-T图像中能正确反映汽缸
5、内气体压强随温度变化情况的是B。热点考向 4 气体实验定律的应用【典例4】如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U形管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1=20 cm(可视为理想气体)，两管中水银面等高。现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银面h=10 cm。(环境温度不变，大气压强p0=75 cmHg)(1)求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)。(2)此过程中左管内的气体对外界_(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气体将_(选填“吸热”或“放热”)。【解题探究】(1)理想气体做_变化。(2)稳定后右管的压强可以根据平衡知识求解，上端开口，
6、所以，压强为_，左端压强由p左=_求解。等温大气压强p右ph【解析】(1)设U形管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为p1,右端与一低压舱接通后,左管中封闭气体的压强为p2,气柱长度为l2,稳定后低压舱内的压强为p。左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得p1V1=p2V2 p1=p0 p2=p+ph V1=l1S V2=l2S 由几何关系得h=2(l2-l1)联立式,代入数据得p=50cmHg(2)左管内气体膨胀,气体对外界做正功,温度不变,U=0,根据热力学第一定律,U=Q+W且W0,气体将吸热。答案:(1)50cmHg(2)做正功 吸热【总结提升】应用气体实验定律的解题
7、思路(1)选择对象即某一定质量的理想气体；(2)找出参量气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。【变式训练】(2013山东高考)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m 深处的海水温度为280 K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化，如图所示，导热良好的汽缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，汽缸所处海平面的温度T0=300 K，压强p0=1 atm，封闭气体的
8、体积V0=3 m3。如果将该汽缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体。(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)。(2)下潜过程中封闭气体_(选填“吸热”或“放热”)，传递的热量_(选填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。【解析】(1)汽缸内的理想气体在深度为990 m的海水中的压强为此处理想气体温度为T1=280 K，根据理想气体状态方程可知：联立代入数值可得：V=2.810-2 m3 (2)理想气体的温度降低，气体的内能减小E0，根据热力学第一定律E=W+Q可知Q0，气体放热，且放出的热量大于外界对气体做的功。答案：(1)2.81
9、02 m3 (2)放热大于1.(2013苏锡常镇一调)(1)下列说法中正确的是()A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势D.液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C。已知状态A温度为300 K。气体在状态B的温度为_K，由状态B变化到状态C的过程中，气体_(选填“吸热”或“放热”)。(3)已知铁的密度为、摩尔质量为M。阿伏加德罗常数
10、为NA，将铁原子视为球体,求铁原子的直径d。(球体体积公式【解析】(1)若在标准大气压状态下，A项才正确；悬浮在液体中的固体微粒越小，受力越不平衡，布朗运动就越明显，B项正确；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间引力大于斥力，所以液体表面具有收缩的趋势，C项错误；液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，D项正确。(2)根据理想气体状态方程有解得T2=1 200 K，由状态B变化到状态C的过程中，为等容变化，压强减小，温度降低，所以放热。(3)取1 mol的铁,则得:答案：(1)B、D (2)1 200 放热(3)2.(2013扬州模拟)(1)如图所示，在实验室某同学用
11、导热性能良好的汽缸和活塞将一定质量的理想气体密封在汽缸内(活塞与汽缸壁之间无摩擦)。用滴管将水缓慢滴注在活塞上，在此过程中()A.气体对外做功，气体内能减小B.外界对气体做功，气体内能增加C.外界对气体做功，气体内能不变D.气体从外界吸热，气体内能不变(2)如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再从状态B变化到状态C。则从状态A变化到状态B的过程中，气体分子的平均动能_(选填“增大”“减小”或“不变”)，状态B的温度TB _(选填“大于”“小于”或“等于”)状态C的温度TC。(3)在实验室中，用滴管滴出一滴油在水面上形成单分子油膜，已知这滴油的体积为V=510-10 m3，形成的油
12、膜面积为S0.7 m2。若已知该油的摩尔体积为Vmol=1.110-4 m3/mol，且将每个油分子看成球形，请根据以上数据估算出阿伏加德罗常数(结果保留一位有效数字，已知球体体积公式V球=取3)【解析】(1)用滴管将水缓慢滴注在活塞上，气体的压强增大，体积减小，外界对气体做功。因为汽缸导热性能良好，所以温度不变，内能不变，因此C项正确。(2)理想气体从A到B的过程为等压增容过程，所以理想气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，从理想气体的状态方程判断状态B的温度TB等于状态C的温度TC。(3)油膜直径每个油分子的体积阿伏加德罗常数为答案:(1)C (2)增大等于(3)61023 mol-13
13、.(2013南通模拟)(1)关于布朗运动，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.布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动C.气体分子的运动是布朗运动D.液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显(2)已知氮气的摩尔质量为M，在某状态下氮气的密度为，阿伏加德罗常数为NA，在该状态下体积为V1的氮气所含分子数为_，该氮气变为液体后的体积为V2，则一个氮气分子的体积约为_。(3)如图所示，用导热性能良好的汽缸和活塞封闭一定质量的理想气体，气体的体积V1=8.010-3 m3，温度T1=4.0102 K。现使外界环境温度缓慢降低至T2，此过程中气体放出热量7.0102 J，内能减
14、少了5.0102 J。不计活塞的质量及活塞与汽缸间的摩擦，外界大气压强p0=1.0105 Pa。求T2的值。【解析】(1)布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的运动，A、B、C项错误。(2)该状态下体积为V1的氮气质量为V1，则其摩尔数为故其所含分子数为该种氮气变为液体时，所含分子数不变，则每个分子所占体积数为(3)设温度降低至T2时气体的体积为V2,则外界对气体做功W=p0(V1-V2)由热力学第一定律U=W+Q解得V2=6.010-3m3由等压变化有解得T2=3.0102 K答案:(1)D (2)(3)3.0102 K4.(2012盐城二模)(1)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的
15、运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，如图所示，下列判断正确的是_。A.图中的折线就是粉笔末的运动轨迹B.图中的折线就是水分子的运动轨迹C.从整体上看粉笔末的运动是无规则的D.图中折线表明水分子在短时间内运动是有规则的(2)夏天的阳光烤暖了大地，使地面附近的空气变热，形成暖气团升往高空而逐渐膨胀。由于暖气团体积非常大，可不计和外界大气的热交换，则暖气团在上升过程中对外界气体_(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，暖气团内部的温度_(选填“升高”“降低”或“不变”)。(3)为庆祝教师节，某学校购买了一只20 L的氢气瓶给氢气球充气。氢气瓶内氢气的初始压强为3 atm,每只氢气球的容积为2 L,充气后氢气球内气体的压强为1.2 atm,若不计充气过程中氢气温度的变化，则该氢气瓶一共能充多少只氢气球？【解析】(1)布朗运动是杂乱无章的，折线只能从宏观的角度大致反映出粉笔末运动的不规则性，但折线绝不是粉笔末的运动轨迹，粉笔末也是由大量的分子组成的，故只有C项正确。(2)气团上升过程中要膨胀，则气体要对外做功，内能减少，温度降低。(3)由p1V1=p2(V1+nV2)可解得n15只。答案：(1)C (2)做正功降低(3)15只
