氣體的性質(zhì)(含詳解)

/氣體的性質(zhì)eq＼a\vs4\ａl＼ｃo１(基礎(chǔ)熱身)１。阿伏伽德羅常數(shù)是NＡ，銅的摩爾質(zhì)量為Ｍ，銅的密度是ρ,那么以下說(shuō)法正確的是()A。1kg銅所含原子的數(shù)目是ρＮＡB．1m３銅所含原子的數(shù)目是eq\f(ρ,MNＡ）C。1個(gè)銅原子的質(zhì)量是eq\f（ρ，ＮA）Ｄ．1個(gè)銅原子占有的體積為eq\f（M,ρNA)2。一定質(zhì)量的氣體，氣體分子之間的相互作用可忽略不計(jì)，現(xiàn)使其溫度降低而壓強(qiáng)變大，達(dá)到新的平衡后（)A.氣體的密度變大B．氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能變小C．每個(gè)氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率都變大D。每個(gè)氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率都變小eq＼a＼vs4\ａl\cｏ1（技能強(qiáng)化)5．分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，則()A．分子間引力隨分子間距的增大而增大B．分子間斥力隨分子間距的減小而增大Ｃ．分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大D．分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大４．２０1３·江西模擬如圖K54—1所示，絕熱的汽缸與絕熱的活塞Ａ、Ｂ密封一定質(zhì)量的空氣后水平放置在光滑地面上,不計(jì)活塞與汽缸壁的摩擦，現(xiàn)用電熱絲給汽缸內(nèi)的氣體加熱，在加熱過(guò)程中()圖K5４－1A.汽缸向左移動(dòng)B．活塞A、B均向左移動(dòng)C。密封氣體的內(nèi)能一定增加D。汽缸中單位時(shí)間內(nèi)作用在活塞A和活塞Ｂ上的分子個(gè)數(shù)相同7。一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如圖K54－2所示的ab、bc、cd、da四個(gè)過(guò)程，其中ｂc的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn),cd垂直于ab且與水平軸平行,ｄａ與bc平行,則氣體體積在（)圖K54－２Ａ．ａb過(guò)程中不斷增加B.bｃ過(guò)程中保持不變Ｃ.cd過(guò)程中不斷增加D．da過(guò)程中保持不變6．如圖K５4—3所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑、絕熱的汽缸固定在地面上,絕熱的活塞下方封閉著空氣，若突然用豎直向上的力F將活塞向上拉一些,則缸內(nèi)封閉著的氣體（）A．每個(gè)分子對(duì)缸壁的沖力都會(huì)減小Ｂ．單位時(shí)間內(nèi)缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數(shù)減少C．分子平均動(dòng)能不變D。若活塞重力不計(jì),拉力F對(duì)活塞做的功等于缸內(nèi)氣體內(nèi)能的改變量圖K５4—3圖K５4—47。20１３·上海盧灣區(qū)期末彎曲管子內(nèi)部注滿密度為ρ的水，中間有部分空氣,各管內(nèi)液面高度差如圖Ｋ54－４中所示，大氣壓強(qiáng)為p0,則圖中Ａ點(diǎn)的壓強(qiáng)是(）A.ρghB.p0+ρghC．p0+2ρghD。p０＋３ρgh８.２013·福建卷１859年麥克斯韋從理論上推導(dǎo)出了氣體分子速率的分布規(guī)律，后來(lái)有許多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一規(guī)律.若以橫坐標(biāo)ｖ表示分子速率，縱坐標(biāo)f（v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.圖Ｋ54－5中能正確表示某一溫度下氣體分子速率分布規(guī)律的是（）圖Ｋ54-59．如圖K54－6所示，一定質(zhì)量的理想氣體,處在A狀態(tài)時(shí),溫度為tＡ＝２７℃(1）氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度;(2）氣體從狀態(tài)A等容變化到狀態(tài)M，再等壓變化到狀態(tài)B的過(guò)程中對(duì)外所做的功為多少焦耳?(取１atm=1．０×105Pa)圖K54－６10．２０13·煙臺(tái)模擬如圖K5４—7所示,鋼瓶?jī)?nèi)裝有高壓氧氣．春天當(dāng)室內(nèi)溫度為17℃時(shí)，壓力表指示的壓強(qiáng)數(shù)值為２×105Pa，若夏天時(shí)壓力表指示的數(shù)值為２.1×105Pa（1）夏天室內(nèi)的溫度為多少？（2)從微觀上解釋氣體壓強(qiáng)變化的原因;（3）若打開(kāi)閥門(mén)氧氣迅速?gòu)钠靠趪姵?經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間當(dāng)內(nèi)外氣壓相等時(shí)立即關(guān)閉閥門(mén)．過(guò)一段時(shí)間后再打開(kāi)閥門(mén)，會(huì)不會(huì)再有氧氣逸出?圖K54-7eｑ\ａ\ｖs4＼aｌ\ｃｏ１（挑戰(zhàn)自我)1１．２013·東北四市聯(lián)考（1)下列說(shuō)法中正確的是()A．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大B．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積減小時(shí),單位體積的分子數(shù)增多,則氣體的壓強(qiáng)一定增大Ｃ．壓縮一定質(zhì)量的理想氣體,其內(nèi)能一定增加D．分子ａ從很遠(yuǎn)處趨近固定不動(dòng)的分子b，當(dāng)分子ａ運(yùn)動(dòng)到與分子b的相互作用力為零時(shí),分子a的動(dòng)能一定最大（２)如圖K５4－8所示，一直立的氣缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞橫截面積為S，氣體最初的體積為Ｖ０,氣體最初的壓強(qiáng)為eq\f（p０,2)；汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的．開(kāi)始活塞被固定,打開(kāi)固定螺栓K，活塞下落,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后,活塞停在B點(diǎn),設(shè)周?chē)h(huán)境溫度保持不變,已知大氣壓強(qiáng)為ｐ0，重力加速度為g．求:①活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的體積V；②整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q（一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能僅由溫度決定)．圖K54—8課時(shí)作業(yè)（五十四）【基礎(chǔ)熱身】１．D[解析]1kg銅所含的摩爾數(shù)為N1＝eｑ＼f（1kg,Ｍ）,所含原子數(shù)n1＝Ｎ1NA＝eq\f（NＡ，M）,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；１m３銅所含的摩爾數(shù)為Ｎ2＝eq\f(ρ·1m3,M），所含原子數(shù)n2＝N2NA＝ｅq＼f(ρＮA，M)，選項(xiàng)Ｂ錯(cuò)誤；1個(gè)銅原子的質(zhì)量為V1=eq＼f(M，NA)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;１摩爾銅的體積為Ｖ2＝eq\f(M，ρ),1個(gè)銅原子占有的體積V3＝ｅq\f（M,ρNA)，選項(xiàng)D正確．2．AB［解析］一定質(zhì)量的氣體,氣體分子間的相互作用力可忽略不計(jì)，當(dāng)使其溫度降低而壓強(qiáng)變大，達(dá)到新的平衡后體積減小,所以氣體的密度變大,氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能變小,速率大的分子數(shù)目減少,速率小的分子數(shù)目增多,在某一時(shí)刻對(duì)于單個(gè)分子來(lái)說(shuō),分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率有的增大，有的減?。手挥蠥、B選項(xiàng)正確．【技能強(qiáng)化】３．B［解析］根據(jù)分子力和分子間距離關(guān)系圖象，如圖所示，選B．4．C[解析］對(duì)汽缸整體分析,外部各個(gè)方向上受到大氣的壓力相等，所以汽缸保持靜止,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；用電熱絲給汽缸內(nèi)的氣體加熱后,汽缸內(nèi)的氣體溫度升高，內(nèi)能增大,壓強(qiáng)變大,活塞A、B均向外運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤、選項(xiàng)C正確；活塞A的面積大于活塞B的面積,單位時(shí)間內(nèi)作用在活塞A和活塞Ｂ上的分子個(gè)數(shù)不同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5.ＡB[解析］首先，因?yàn)閎ｃ的延長(zhǎng)線通過(guò)原點(diǎn),所以bc是等容線，即氣體體積在ｂc過(guò)程中保持不變，B正確;aｂ是等溫線，壓強(qiáng)減小則體積增大，A正確;cd是等壓線，溫度降低則體積減小，C錯(cuò)誤;連接ａo交cd于e,則ae是等容線，即Ｖａ＝Vｃ,因?yàn)閂ｄ〈Ve,所以Ｖｄ〈Vａ，所以dａ過(guò)程中體積不是保持不變，D錯(cuò)誤；本題選A、Ｂ。６。B［解析]把活塞向上拉起體積增大，氣體對(duì)活塞做功，氣體內(nèi)能減小,溫度降低，分子的平均沖力變小,碰撞次數(shù)減少,故A、C錯(cuò)，Ｂ對(duì)；氣體內(nèi)能的改變量等于拉力F對(duì)活塞做的功減去克服大氣壓力做的功，故Ｄ錯(cuò).7．C[解析］封閉氣體的壓強(qiáng)為p1=p0+ρgh,Ａ點(diǎn)的壓強(qiáng)pＡ＝p1＋ρｇh=p0+2ρgh,選項(xiàng)Ｃ正確.８。Ｄ［解析］根據(jù)麥克斯韋關(guān)于氣體分子速率的分布規(guī)律,在同一溫度下,分子的速率都呈“中間多,兩頭少”的分布，且任何時(shí)候分子速率均不為0，D對(duì)。9．（1）－33℃(2)３0０J［解析]（1）ｐA＝2.５atｍ,ＶA=３Ｌ，TA＝273+tA=３00K;ｐB(yǎng)=１atm,VB=６L由理想氣體的狀態(tài)方程eq\ｆ（pAVA,TＡ）=ｅq\f（pBVB,TB）得：TB=eq\f(pBVBTA，paＶＡ)＝2４０K，ｔB=—３3℃（2）W=pＢ(VB－ＶＭ）=3００J10．(1）３1。5℃(2)略(3）略［解析]（１）在春天溫度為T(mén)，氣體壓強(qiáng)為ｐ１,在夏天溫度為Ｔ2，氣體的壓強(qiáng)為ｐ2，由查理定律，有eq＼f(p１，T1）=eq\f(ｐ2，Ｔ2)代入數(shù)據(jù)得T2＝304．5Kｔ２=31。5℃（2）氣體的體積不變,單位體積內(nèi)分子數(shù)密度不變.溫度升高時(shí),氣體分子的平均動(dòng)能增大，單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積容器壁的碰撞力增大,導(dǎo)致壓強(qiáng)增大.(３）第一次打開(kāi)閥門(mén)氧氣“迅速”噴出,是一個(gè)絕熱過(guò)程Q=０，同時(shí)氧氣體積膨脹對(duì)外做功W〈０，由熱力學(xué)第一定律ΔＵ＝W＋Ｑ可知ΔU<0,即瓶?jī)?nèi)氧氣溫度降低，低于外界溫度，而壓強(qiáng)等于外界大氣壓;過(guò)一段時(shí)間經(jīng)過(guò)熱傳遞，鋼瓶?jī)?nèi)氧氣的溫度又和外界溫度相同,由于體積不變，所以瓶?jī)?nèi)氧氣壓強(qiáng)將增大，即大于大氣壓，因此再次打開(kāi)閥門(mén)，將會(huì)有氧氣逸出。【挑戰(zhàn)自我】11．(1)Ｄ(２)①eq\ｆ(ｐ0V0S，p0Ｓ＋ｍg）②eq\b\lｃ＼(\rc\)（＼a＼vs4＼ａｌ＼co1(\f（ｐ0,2)+\f(mｇ，S)）)Ｖ0［解析］(１)由理想氣體狀態(tài)方程可知選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由熱力學(xué)第一定律可知選項(xiàng)Ｃ錯(cuò)誤；分子間作用力為零時(shí)，分子勢(shì)能最小,動(dòng)能最大,選項(xiàng)D正確．（2）①設(shè)活塞在B處時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p，活塞受力平衡，有ｐ０S＋ｍg＝pS解得p＝p0+ｅq＼f(mg,S）由玻意耳定律,有