（江蘇專版）2018版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題十三 分子動(dòng)理論 氣體及熱力學(xué)定律學(xué)案

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1、 專題十三　分子動(dòng)理論　氣體及熱力學(xué)定律 江蘇卷考情導(dǎo)向 考點(diǎn) 考題 考情 分子動(dòng)理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律 2017年T12(A)考查熱力學(xué)第一定律以及理想氣體狀態(tài)方程、布朗運(yùn)動(dòng)、阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 2015年T12(A)(2)考查氣體的熱力學(xué)定律和氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 2014年T12(A)考查熱力學(xué)第一定律以及理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用 2013年T12(A)考查理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)定律、阿伏伽德羅常數(shù)的應(yīng)用 1．本專題的命題形式都是由3個(gè)小題組成，第1題為選擇題，第2題為填空題，第3題為計(jì)算題，總分為12分． 2．本專題命題點(diǎn)主要集中在：①分子大小的估算；②對(duì)分子動(dòng)

2、理論內(nèi)容的理解；③物態(tài)變化中的能量問題；④氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；⑤固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；⑥熱力學(xué)定律的理解和簡(jiǎn)單計(jì)算；⑦用油膜法估測(cè)分子大小等內(nèi)容． 固體、液體和氣體 2016年T12(A)飽和汽和飽和汽壓等概念的理解、理想氣體P-V圖象、熱力學(xué)定律、氣體分子速率分布 2015年T12(A)(1)考查晶體和非晶體 氣體實(shí)驗(yàn)定律及其應(yīng)用 2015年T12(A)(3)考查理想氣體的狀態(tài)方程 考點(diǎn)1| 分子動(dòng)理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律　難度：低檔題 題型：選擇題或填空題 五年4考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第72頁) 1．(2014·江蘇高考T12(A))一種海浪發(fā)電機(jī)的氣

3、室如圖13-1所示．工作時(shí)，活塞隨海浪上升或下降，改變氣室中空氣的壓強(qiáng)，從而驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥門和出氣閥門打開或關(guān)閉．氣室先后經(jīng)歷吸入、壓縮和排出空氣的過程，推動(dòng)出氣口處的裝置發(fā)電．氣室中的空氣可視為理想氣體． 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214195】 圖13-1 (1)下列對(duì)理想氣體的理解，正確的有________． A．理想氣體實(shí)際上并不存在，只是一種理想模型 B．只要?dú)怏w壓強(qiáng)不是很高就可視為理想氣體 C．一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能與溫度、體積都有關(guān) D．在任何溫度、任何壓強(qiáng)下，理想氣體都遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律 (2)壓縮過程中，兩個(gè)閥門均關(guān)閉．若此過程中，氣室中的氣體與外界無熱量交換，內(nèi)能

4、增加了3．4×104 J，則該氣體的分子平均動(dòng)能________(選填“增大”“減小”或“不變”)，活塞對(duì)該氣體所做的功________(選填“大于”“小于”或“等于”)3．4×104 J． (3)上述過程中，氣體剛被壓縮時(shí)的溫度為27 ℃，體積為0．224 m3，壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓．已知1 mol氣體在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、0 ℃時(shí)的體積為22．4 L，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6．02×1023 mol－1．計(jì)算此時(shí)氣室中氣體的分子數(shù)．(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解題關(guān)鍵】　(2)氣體與外界無熱量交換，Q＝0；一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能越大，溫度越高． (3)由題意氣體從0 ℃到27 ℃做等

5、壓變化，根據(jù)蓋－呂薩克定律求出此時(shí)的體積，然后求出氣室內(nèi)氣體的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得分子數(shù) 【解析】　(1)理想氣體是一種理想化模型，溫度不太低，壓強(qiáng)不太大的實(shí)際氣體可視為理想氣體；只有理想氣體才遵循氣體的實(shí)驗(yàn)定律，選項(xiàng)A、D正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能完全由溫度決定，與體積無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． (2)因?yàn)槔硐霘怏w的內(nèi)能完全由溫度決定，當(dāng)氣體的內(nèi)能增加時(shí)，氣體的溫度升高，溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，則氣體分子的平均動(dòng)能增大． 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，ΔU＝Q＋W，由于Q＝0，所以W＝ΔU＝3．4×104 J． (3)設(shè)氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的體積為V1，等壓過程為： ＝ 氣體物質(zhì)的量為

6、：n＝，且分子數(shù)為：N＝nNA 解得N＝ NA 代入數(shù)據(jù)得N≈5×1024個(gè)(或N≈6×1024)． 【答案】　(1)AD　(2)增大　等于　(3)5×1024(或6×1024) 2．(2015·江蘇高考T12(A)(2))在裝有食品的包裝袋中充入氮?dú)猓梢云鸬奖Ｙ|(zhì)作用．某廠家為檢測(cè)包裝袋的密封性，在包裝袋中充滿一定量的氮?dú)?，然后密封進(jìn)行加壓測(cè)試．測(cè)試時(shí)，對(duì)包裝袋緩慢地施加壓力．將袋內(nèi)的氮?dú)庖暈槔硐霘怏w，則加壓測(cè)試過程中，包裝袋內(nèi)壁單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力________(選填“增大”“減小”或“不變”)，包裝袋內(nèi)氮?dú)獾膬?nèi)能________(選填“增大”“減小”或“不變”)．

7、 【解析】　對(duì)氮?dú)饧訅汉?，氣體內(nèi)部的壓強(qiáng)增大，由F＝pS知，單位面積上所受氣體分子撞擊的作用力增大．由于加壓過程是緩慢的，氮?dú)獾臏囟缺３植蛔?，所以氮?dú)獾膬?nèi)能不變． 【答案】　增大　不變 3．(2017·江蘇高考T12(A))(1)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C，其V-T圖象如圖13-2所示．下列說法正確的有________． 圖13-2 A．A→B的過程中，氣體對(duì)外界做功 B．A→B的過程中，氣體放出熱量 C．B→C的過程中，氣體壓強(qiáng)不變 D．A→B→C的過程中，氣體內(nèi)能增加 (2)圖13-3甲和乙是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運(yùn)動(dòng)位置連線的圖片

8、，記錄炭粒位置的時(shí)間間隔均為30 s，兩方格紙每格表示的長度相同．比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運(yùn)動(dòng)較劇烈． 甲　　　　　　乙 圖13-3 (3)科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究生物蛋白分子．資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66 kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9 m的球，已知阿伏加德羅常數(shù)為6．0×1023 mol－1．請(qǐng)估算該蛋白的密度．(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】　(1)A→B過程是等溫變化，氣體內(nèi)能不變，體積減小，外界對(duì)氣體做功，由

9、熱力學(xué)第一定律知，氣體要放出熱量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確． B→C過程中，是一個(gè)常數(shù)，為等壓變化，選項(xiàng)C正確． A→B→C整個(gè)過程，溫度降低，氣體內(nèi)能減少，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． (2)由題圖可看出，圖乙中炭粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)更明顯，表明甲圖中炭粒更大或水分子運(yùn)動(dòng)不如乙圖中劇烈． (3)摩爾體積V＝πr3NA[或V＝(2r)3NA] 由密度ρ＝，解得ρ＝ 代入數(shù)據(jù)得ρ≈1×103 kg/m3(或ρ＝5×102 kg/m3，5×102～1×103 kg/m3都算對(duì))． 【答案】　(1)BC　(2)甲　乙　(3)1×103 kg/m3(或5×102 kg/m3，5×102～1×103 kg/m3都算對(duì))

10、 4．(2013·江蘇高考T12(A))如圖13-4所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A．其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)．這就是著名的“卡諾循環(huán)”． 圖13-4 (1)該循環(huán)過程中，下列說法正確的是________． A．A→B過程中，外界對(duì)氣體做功 B．B→C過程中，氣體分子的平均動(dòng)能增大 C．C→D過程中，單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多 D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化 (2)該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是______(選填“A→B”“B→C”“C→D”或

11、“D→A”)．若氣體在A→B過程中吸收63 kJ的熱量，在C→D過程中放出38 kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對(duì)外做的功為________kJ． (3)若該循環(huán)過程中的氣體為1 mol，氣體在A狀態(tài)時(shí)的體積為10 L，在B狀態(tài)時(shí)壓強(qiáng)為A狀態(tài)時(shí)的．求氣體在B狀態(tài)時(shí)單位體積內(nèi)的分子數(shù)．(已知阿伏加德羅常數(shù)NA＝6．0×1023mol－1，計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 【解析】　(1)在A→B的過程中，氣體體積增大，故氣體對(duì)外界做功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B→C的過程中，氣體對(duì)外界做功，W<0，且為絕熱過程，Q＝0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，知ΔU<0，即氣體內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，選項(xiàng)

12、B錯(cuò)誤；C→D的過程中，氣體體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，故單位時(shí)間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，選項(xiàng)C正確；D→A的過程為絕熱壓縮，故Q＝0，W>0，根據(jù)ΔU＝Q＋W，ΔU>0，即氣體的內(nèi)能增加，溫度升高，所以氣體分子的速率分布曲線發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． (2)從A→B、C→D的過程中氣體做等溫變化，理想氣體的內(nèi)能不變，內(nèi)能減小的過程是B→C，內(nèi)能增大的過程是D→A． 氣體完成一次循環(huán)時(shí)，內(nèi)能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q1－Q2＝(63－38) kJ＝25 kJ，根據(jù)ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25 kJ，即氣體對(duì)外做功25 kJ． (3)從A→B氣體為等溫變化，根據(jù)玻意耳定

13、律有 pAVA＝pBVB，所以VB＝＝＝15 L． 所以單位體積內(nèi)的分子數(shù)n＝＝ L－1＝4×1022 L－1＝4×1025 m－3． 【答案】　(1)C　(2)B→C　25　(3)4×1025 m－3 1．必須掌握的三個(gè)問題 (1)必須掌握微觀量估算的兩個(gè)模型 球模型：V＝πR3(適用于估算液體、固體分子直徑) 立方體模型：V＝a3(適用于估算氣體分子間距) (2)必須明確反映分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的兩個(gè)實(shí)例 ①布朗運(yùn)動(dòng)： 研究對(duì)象：懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒． 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：無規(guī)則、永不停息． 相關(guān)因素：顆粒大小、溫度． ②擴(kuò)散現(xiàn)象 產(chǎn)生原因：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

14、． 相關(guān)因素：溫度． (3)必須弄清的分子力和分子勢(shì)能 ①分子力：分子間引力與斥力的合力．分子間距離增大，引力和斥力均減小；分子間距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快． ②分子勢(shì)能：分子力做正功，分子勢(shì)能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功，分子勢(shì)能增大；當(dāng)分子間距為r0(分子間的距離為r0時(shí)，分子間作用的合力為0)時(shí)，分子勢(shì)能最小． 2．物體的內(nèi)能與熱力學(xué)定律 (1)物體內(nèi)能變化的判定：溫度變化引起分子平均動(dòng)能的變化；體積變化，分子間的分子力做功，引起分子勢(shì)能的變化． (2)熱力學(xué)第一定律 ①公式：ΔU＝W＋Q； ②符號(hào)規(guī)定：外界對(duì)系統(tǒng)做功，W＞0；系統(tǒng)對(duì)外界做功，W＜0．系統(tǒng)

15、從外界吸收熱量，Q＞0；系統(tǒng)向外界放出熱量，Q<0．系統(tǒng)內(nèi)能增加，ΔU＞0；系統(tǒng)內(nèi)能減少，ΔU＜0． (3)熱力學(xué)第二定律的表述：①熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體(按熱傳遞的方向性表述)．②不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響(按機(jī)械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性表述)．③第二類永動(dòng)機(jī)是不可能制成的． ●考向1　分子動(dòng)理論 1．關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214196】 A．布朗運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng) B．盛放水的密閉容器中，當(dāng)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，不再有水分子飛出水面 C．氣體分子速率呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律 D．物體溫度升高時(shí)，物體

16、內(nèi)的所有分子速率都變大 C　[布朗運(yùn)動(dòng)是分子熱運(yùn)動(dòng)的間接反映，不是熱運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；盛放水的密閉容器中，當(dāng)水蒸氣達(dá)到飽和時(shí)，是離開水面的分子和同時(shí)進(jìn)入水面的分子數(shù)相等，不是沒有分子飛出，故B錯(cuò)誤；氣體分子速率分布規(guī)律為統(tǒng)計(jì)規(guī)律，呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，故C正確；物體溫度升高時(shí)，并不是物體內(nèi)的所有分子速率都變大，可能有部分分子的速率減小，故D錯(cuò)誤．] 2．(2017·錫山區(qū)期中)若以μ表示水的摩爾質(zhì)量，V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m、△分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積，下面四個(gè)關(guān)系式，其中正確的是(　　) ①NA＝?、讦?/p>

17、＝?、踡＝　④△＝ A．①和②　　　　　　 B．①和③ C．③和④ D．①和④ B　[①摩爾質(zhì)量＝分子質(zhì)量×阿伏加德羅常數(shù)，故：mNA＝ρV，故NA＝，故①正確；②ρ為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，由于氣體分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，故水蒸氣的密度小于水分子的密度，故ρ＜＝，故NA＞，故②錯(cuò)誤；③摩爾質(zhì)量＝分子質(zhì)量×阿伏加德羅常數(shù)，故m＝，故③正確；④由于氣體分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，故Δ＜，故④錯(cuò)誤．] ●考向2　物體的內(nèi)能 3．(2017·張家港期中)根據(jù)分子動(dòng)理論，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214197】 A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，它說明了分子在永不停息地做無

18、規(guī)則運(yùn)動(dòng) B．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度較高的物體每個(gè)分子的動(dòng)能一定比溫度較低的物體分子的動(dòng)能大 C．物體體積增大，分子勢(shì)能可能減小 D．某氣體的摩爾質(zhì)量為M、摩爾體積為Vm、密度為ρ，用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則每個(gè)氣體分子的質(zhì)量m0＝，每個(gè)氣體分子的體積V0＝ C　[布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，在顯微鏡下觀測(cè)到的不是液體分子運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度較高的物體分子平均動(dòng)能較大，但由于分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，因此不是每個(gè)分子的動(dòng)能都比溫度較低的物體分子的動(dòng)能大，故B錯(cuò)誤．物體體積增大，分子勢(shì)能可能減小，例如，0 ℃的

19、水結(jié)冰，體積增大，分子勢(shì)能減小，故C正確．應(yīng)用V0＝計(jì)算出的是每個(gè)氣體分子所占空間的體積，由于氣體分子間距較大，所以V0＝并不是每個(gè)分子的實(shí)際體積．故D錯(cuò)誤．] 4．(2017·如東期中)關(guān)于溫度、熱平衡、內(nèi)能的概念，以下說法正確的是(　　) A．氣體的溫度越高，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能越大 B．氣體從外界吸收熱量，其溫度一定增加 C．只要兩物體的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體的內(nèi)能一定相同 D．一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度 D　[氣體的溫度越高，氣體分子的平均動(dòng)能越大，但每個(gè)氣體分子的動(dòng)能不一定越大，故A錯(cuò)誤；氣體從外界吸收熱量，也可能對(duì)外做功，其溫度不一定增加，故B錯(cuò)誤；兩物體

20、的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體內(nèi)能不一定相等，還與兩物體的分子數(shù)有關(guān)，故C錯(cuò)誤；熱平衡的條件是溫度相同，故D正確．] ●考向3　熱力學(xué)定律 5．(2017·亭湖月考)在一個(gè)大氣壓下，1 g水在沸騰時(shí)吸收了2 260 J的熱量后變成同溫度的水蒸氣，對(duì)外做了170 J的功，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6．0×1023 mol－1，水的摩爾質(zhì)量M＝18 g/mol．則： (1)水的分子總勢(shì)能變化了多少J? (2)1g水所含的分子數(shù)為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】　(1)根據(jù)內(nèi)能定義，水的內(nèi)能變化等于水的分子總動(dòng)能變化和水的分子總勢(shì)能變化，因?yàn)槭堑葴刈兓运姆肿涌倓?dòng)能不變，則水的內(nèi)能

21、變化等于水的分子總勢(shì)能的變化，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，有：ΔU＝Q＋W 代入數(shù)據(jù)：ΔU＝2 090 J 水的分子總勢(shì)能變化為：ΔEp＝ΔU＝2 090 J． (2)1 g水的分子數(shù)為：N＝·NA＝×6．0×1023 mol－1＝3．3×1022個(gè)． 【答案】　(1)2 090 J　(2)3．3×1022個(gè) 6．(2017·南通模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體先從狀態(tài)A經(jīng)等容過程到狀態(tài)B，再經(jīng)等壓過程到狀態(tài)C．在狀態(tài)C時(shí)氣體的體積V＝3．0×10－3 m3，溫度與狀態(tài)A相同．求氣體： 圖13-5 (1)在狀態(tài)B時(shí)的體積； (2)在整個(gè)過程中放出的熱量． 【解析】　(1)由題意

22、知，氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C，發(fā)生了等壓過程，根據(jù)查理定律得＝ 則 VB＝VC＝×3×10－3 m3＝5×10－3 m3． (2)由題意知，A、C兩狀態(tài)溫度相同，則氣體的內(nèi)能相同，即有ΔU＝0．A→B過程，氣體發(fā)生了等容變化，體積不變，氣體不做功；B→C過程，氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功為W＝pΔV＝p(VB－VC)＝3×105×(5－3)×10－3 J＝600 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得 Q＝ΔU－W＝0－600 J＝－600 J．即在整個(gè)過程中放出600 J的熱量． 【答案】　(1)5×10－3 m3　(2)600 J 考點(diǎn)2| 固體、液體和氣體　難度：低檔題 題型

23、：選擇題 五年2考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第75頁) 5．(2016·江蘇高考T12(A))(1)在高原地區(qū)燒水需要使用高壓鍋．水燒開后，鍋內(nèi)水面上方充滿飽和汽．停止加熱，高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻．在冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸汽的變化情況為________． A．壓強(qiáng)變小　　　　　　 B．壓強(qiáng)不變 C．一直是飽和汽 D．變?yōu)槲达柡推? (2)如圖13-6a所示，在斯特林循環(huán)的p-V圖象中，一定質(zhì)量理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A，整個(gè)過程由兩個(gè)等溫和兩個(gè)等容過程組成．B→C的過程中，單位體積中的氣體分子數(shù)目________(選填“增大”“減小”或“不變”)，狀態(tài)A和狀態(tài)

24、D的氣體分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布圖象如圖b所示，則狀態(tài)A對(duì)應(yīng)的是________(選填“①”或“②”)． a　　　　　　　　b 圖13-6 (3)如圖a所示，在A→B和D→A的過程中，氣體放出的熱量分別為4 J和20 J．在B→C和C→D的過程中，氣體吸收的熱量分別為20 J和12 J．求氣體完成一次循環(huán)對(duì)外界所做的功． 【解題關(guān)鍵】　(2)氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q判斷氣體吸熱還是放熱；根據(jù)圖象利用理想氣體狀態(tài)方程對(duì)每一個(gè)過程進(jìn)行分析即可． 溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志；氣體分子的運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律：中間多，兩頭少；即大多數(shù)的分子的速率是比較接近的，但

25、不是說速率大的和速率小的就沒有了，也是同時(shí)存在的，但是分子的個(gè)數(shù)要少很多． (3)根據(jù)熱力學(xué)第一定律即可求出氣體對(duì)外做功是多少． 【解析】　(1)高壓鍋在密封狀態(tài)下緩慢冷卻過程中，鍋內(nèi)水蒸汽體積不變，溫度降低，則壓強(qiáng)變小，但鍋內(nèi)水蒸汽發(fā)生的是動(dòng)態(tài)變化過程，一定是飽和汽．故選項(xiàng)A、C正確． (2)B→C過程為等容過程，單位體積中的氣體分子數(shù)目不變．氣體狀態(tài)A的溫度低于狀態(tài)D的溫度，則狀態(tài)A對(duì)應(yīng)的氣體分子的平均動(dòng)能小，對(duì)應(yīng)著圖象①． (3)完成一次循環(huán)氣體內(nèi)能不變，ΔU＝0，吸收的熱量Q＝(20＋12－4－20) J＝8 J，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W得，W＝－8 J，氣體對(duì)外界所做的功

26、為8 J． 【答案】　(1)AC　(2)不變　①　(3)8 J 6．(多選)(2015·江蘇高考T12(A)(1))對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，正確的有(　　) A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體 B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體 C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 AD　[晶體在熔化過程中溫度保持不變，食鹽具有這樣的特點(diǎn)，則說明食鹽是晶體，選項(xiàng)A正確；蜂蠟的導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向同性的，燒熱的針尖使蜂蠟熔化后呈橢圓形，說明云母片的

27、導(dǎo)熱特點(diǎn)是各向異性的，故云母片是晶體，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，則該物質(zhì)微粒在空間的排列是規(guī)則的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；石墨與金剛石皆由碳原子組成，但它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)是不同的，選項(xiàng)D正確．] 1．對(duì)晶體、非晶體特性的理解 (1)只有單晶體才可能具有各向異性． (2)各種晶體都具有固定熔點(diǎn)，晶體熔化時(shí)，溫度不變，吸收的熱量全部用于分子勢(shì)能的增加． (3)晶體與非晶體可以相互轉(zhuǎn)化． (4)有些晶體屬于同素異構(gòu)體，如金剛石和石墨． 2．對(duì)液晶特性的理解 (1)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間．液晶具有流動(dòng)性，在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性． (2

28、)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢(shì)，表面張力的方向跟液面相切． ●考向1　固體的性質(zhì) 7．(2017·南通模擬)科學(xué)家在“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)上進(jìn)行了一次在微重力條件(即失重狀態(tài))下制造泡沫金屬的實(shí)驗(yàn)．把鋰、鋁、鈦等輕金屬放在一個(gè)石英瓶?jī)?nèi)，用太陽能將這些金屬熔化成液體，然后在熔化的金屬中充進(jìn)氫氣，使金屬內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，金屬冷凝后就形成到處是微孔的泡沫金屬．下列說法中正確的是(　　) A．失重條件下液態(tài)金屬呈現(xiàn)球狀是由于液體表面分子間存在引力作用 B．失重條件下充入金屬液體的氣體氣泡不能無限地膨脹是因?yàn)橐后w表面張力的約束 C．在金屬液體冷凝過程中，氣泡收縮變小，外界對(duì)氣

29、體做功，氣體內(nèi)能增大 D．泡沫金屬物理性質(zhì)各向同性，說明它是非晶體 B　[分子之間同時(shí)存在引力和斥力，當(dāng)r＞r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，r＜r0時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力，分子間總是同時(shí)存在引力和斥力，失重條件下液態(tài)金屬呈球狀是由于液體表面分子間存在表面張力的結(jié)果，故A錯(cuò)誤，B正確；在金屬液體冷凝過程中，氣泡收縮變小，外界對(duì)氣體做功，同時(shí)溫度降低，放出熱量，氣體內(nèi)能降低，故C錯(cuò)誤；泡沫金屬物理性質(zhì)雖然各向同性，但是為晶體，各向同性并非為晶體和非晶體的區(qū)別，故D錯(cuò)誤．] 8．(2017·蘇錫常模擬)下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大 B．

30、氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)，與分子的密集程度無關(guān) C．有規(guī)則外形的物體是晶體，沒有確定的幾何外形的物體是非晶體 D．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì) D　[當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，隨分子間距離的增大分子力做正功，故分子勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤．氣體壓強(qiáng)的大小跟氣體分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度有關(guān)，故B錯(cuò)誤．晶體和非晶體的區(qū)別是是否具有確定的熔點(diǎn)，單晶體具有規(guī)則的幾何外形，而多晶體和非晶體沒有規(guī)則的天然外形，注意“天然”二字，故有規(guī)則外形的物體不一定為晶體，故C錯(cuò)誤．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，

31、液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)，故D正確．] ●考向2　液體和氣體 9．(2017·如東期中)下列說法正確的是(　　) A．空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)越大，空氣的相對(duì)濕度就越大 B．冬天和夏天相比，冬天的氣溫較低，水的飽和汽壓值較大 C．在相對(duì)濕度相同的情況下，冬天的絕對(duì)濕度較小 D．同一溫度下水的飽和汽壓與空氣中的水蒸氣的壓強(qiáng)的比值叫做空氣的相對(duì)濕度 C　[空氣中的水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的比值叫做空氣的相對(duì)濕度，因此相對(duì)濕度還與同溫下水的飽和汽壓有關(guān)，故A、D錯(cuò)誤；冬天和夏天相比，冬天的氣溫較低，水的飽和汽壓值較小，故B錯(cuò)誤；由于水的飽和汽壓與溫度有關(guān)，

32、溫度越高，水的飽和蒸汽壓越大，所以相對(duì)濕度相同的情況下，溫度高的夏天比冬天的絕對(duì)濕度大，冬天的絕對(duì)濕度較小，故C正確．] 10．(2017·泰州三模)下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)分子間引力大于斥力時(shí)，隨著分子間距增加，分子間作用力的合力一定減小 B．單晶硅中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此其它物質(zhì)分子不能擴(kuò)散到單晶硅中 C．液晶具有液體的流動(dòng)性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性 D．密閉容器中水的飽和汽壓隨溫度和體積的變化而變化 C　[當(dāng)分子間引力大于斥力時(shí)，分子間距離r＞r0，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子力先增大，后減小，故A錯(cuò)誤；單晶硅中原子排列成空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，但分

33、子之間仍然存在間隙，其它物質(zhì)分子能擴(kuò)散到單晶硅中，故B錯(cuò)誤；液晶是一種特殊的物態(tài)，液晶像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，故C正確；水的飽和汽壓僅與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，故D錯(cuò)誤．] 考點(diǎn)3| 氣體實(shí)驗(yàn)定律及其應(yīng)用　難度：中高檔題 題型：計(jì)算題 五年1考 (對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第76頁) 7．(2012·江蘇高考T12(A)(3))如圖13-7所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B．此過程中，氣體壓強(qiáng)p＝1．0×105 Pa，吸收的熱量Q＝7．0×102 J，求此過程中氣體內(nèi)能的增量． 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214198】 圖13-7 【解題關(guān)鍵】　 關(guān)鍵語

34、句 信息解讀 一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)等壓過程到狀態(tài)B ＝ 對(duì)外做功W＝p(VB－VA) 吸收的熱量Q＝7．0×102 J 熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q－W 【解析】　等壓變化＝，對(duì)外做的功W＝p(VB－VA) 根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q－W， 解得ΔU＝5．0×102 J． 【答案】　5．0×102 J 8．(2015·江蘇高考T12(A)(3))給某包裝袋充入氮?dú)夂竺芊?，在室溫下，袋中氣體壓強(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、體積為1 L．將其緩慢壓縮到壓強(qiáng)為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，氣體的體積變?yōu)?．45 L．請(qǐng)通過計(jì)算判斷該包裝袋是否漏氣． 【解析】　若不漏氣，設(shè)加壓后的體積V1，由玻意

35、耳定律知：p0V0＝p1V1，代入數(shù)據(jù)得V1＝0．5 L，因?yàn)?．45 L<0．5 L，說明包裝袋漏氣． 【答案】　見解析 1．壓強(qiáng)的計(jì)算 (1)被活塞、汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律列式計(jì)算． (2)被液柱封閉的氣體的壓強(qiáng)，若應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解，得出的壓強(qiáng)單位為Pa． 2．合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程 (1)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列方程求解． (2)若氣體質(zhì)量一定，p、V、T中有一個(gè)量不發(fā)生變化，則選用對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律列方程求解． ●考向1　“液柱”類問題 11．(2017·

36、宜賓模擬)如圖13-8所示為一豎直放置、上粗下細(xì)且上端開口的薄壁玻璃管，上部和下部的橫截面積之比為2∶1，上管足夠長，下管長度l＝34 cm．在管內(nèi)用長度h＝4 cm的水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱長度l1＝20 cm．大氣壓強(qiáng)p0＝76 cmHg，氣體初始溫度為T1＝300 K． 圖13-8 (1)若緩慢升高氣體溫度，使水銀上端面到達(dá)粗管和細(xì)管交界處，求此時(shí)的溫度T2； (2)繼續(xù)緩慢升高溫度至水銀恰好全部進(jìn)入粗管，求此時(shí)的溫度T3． 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214199】 【解析】　(1)氣體做等壓變化，l2＝l－h(huán)＝30 cm 根據(jù)蓋－呂薩克定律有：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：T2＝T

37、1＝450 K． (2)p1＝80 cmHg　p3＝78 cmHg　l3＝34 cm 根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有＝ 代入數(shù)據(jù)得：T3＝T1＝497．25 K． 【答案】　(1)450 K　(2)497．25 K ●考向2　汽缸類問題 12．(2017·南通一模)如圖13-9所示，在開口向上、豎直放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量m＝2．0 kg的活塞密封一部分氣體，活塞在容器內(nèi)能自由滑動(dòng)且保持水平，容器的底面積S＝100 cm2，開始時(shí)氣體的溫度T1＝280 K，活塞到容器底的距離h1＝20．0 cm．在氣體從外界吸收Q＝40 J熱量的過程中，活塞緩慢上升的距離Δh＝1．0 cm．已知大氣壓

38、強(qiáng)p0＝1．0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2．求： 圖13-9 (1)活塞停止上升時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度T2； (2)密閉氣體內(nèi)能的增加量ΔU． 【解析】　(1)活塞上升過程中，由蓋－呂薩克定律有：＝ 則有：T2＝T1＝T1＝×280＝294 K． (2)活塞上升的過程，外界對(duì)系統(tǒng)做的功為：W＝－(mg＋p0S)Δh 由熱力學(xué)第一定律有：ΔU＝Q＋W 解得：ΔU＝29．8 J． 【答案】　(1)294 K　(2)29．8 J 13．(2017·徐州模擬)如圖13-10所示，內(nèi)壁光滑、導(dǎo)熱良好的汽缸中封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞到缸底的距離h＝0．5 m．已知

39、活塞質(zhì)量m＝2 kg，橫截面積S＝1×10－3 m2，環(huán)境溫度t＝0 ℃且保持不變，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1×105 Pa，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023 mol－1，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的摩爾體積Vmol＝22．4 L/mol，g＝10 m/s2．現(xiàn)將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)至開口水平，求： 圖13-10 (1)汽缸開口水平時(shí)，被封閉氣體的體積V； (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個(gè)數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)． 【解析】　(1)根據(jù)平衡條件得：p1＝p0＋＝1．2×105 Pa 由玻意耳定律有：p1V1＝p0V 解得V＝6×10－4 m3． (2)汽缸內(nèi)空氣分子的個(gè)數(shù)N＝×NA＝×6×1023＝2×1

40、022個(gè) ． 【答案】　(1)6×10－4 m3　(2)2×1022個(gè) ●考向3　圖象類問題 14．(2017·靜安區(qū)二模)一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p-圖線如圖13-11所示，變化順序由a→b→c→d→a，圖中ab線段延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與軸垂直．氣體在此狀態(tài)變化過程中(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：17214200】 圖13-11 A．a(chǎn)→b，壓強(qiáng)減小、溫度不變、體積增大 B．b→c，壓強(qiáng)增大、溫度降低、體積減小 C．c→d，壓強(qiáng)不變、溫度升高、體積減小 D．d→a，壓強(qiáng)減小、溫度升高、體積不變 A　[由圖象可知，a→b過程，氣體壓強(qiáng)減小而

41、體積增大，氣體的壓強(qiáng)與體積倒數(shù)成正比，則壓強(qiáng)與體積成反比，氣體發(fā)生的是等溫變化，故A正確；由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知＝pV＝C·T，由圖象可知，連接Ob的直線的斜率小，所以b的溫度小，b→c過程溫度升高，由圖象可知，同時(shí)壓強(qiáng)增大，且體積也增大，故B錯(cuò)誤；由圖象可知，c→d過程，氣體壓強(qiáng)p不變而體積V變小，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知?dú)怏w溫度降低，故C錯(cuò)誤；由圖象可知，d→a過程，氣體體積V不變，壓強(qiáng)p變小，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可知，氣體溫度降低，故D錯(cuò)誤．] 15．(多選)(2017·徐州二模)一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖13-12所示，ABCDA的循環(huán)過程，其中A→B、C→D是兩個(gè)等壓過程

42、，B→C、D→A是兩個(gè)絕熱過程．關(guān)于氣體狀態(tài)及其能量變化，下列說法中正確的有(　　) 圖13-12 A．A→B過程，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增大 B．B→C過程，氣體分子平均動(dòng)能增大 C．ABCDA循環(huán)過程中，氣體吸熱，對(duì)外做功 D．ABCDA循環(huán)過程中，A狀態(tài)氣體溫度最低 AC　[A→B過程，氣體發(fā)生等壓變化，體積增大，氣體對(duì)外界做功，根據(jù)蓋－呂薩克定律知，體積與熱力學(xué)溫度成正比，體積增大，溫度升高，內(nèi)能增大，故A正確．B→C是絕熱過程，體積增大，氣體對(duì)外界做功，W＜0，絕熱Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q＜0，內(nèi)能減小，溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤．ABCDA循環(huán)過程中，從A→B→C氣體對(duì)外做功，C→D→A外界對(duì)氣體做功，氣體對(duì)外做功大于外界對(duì)氣體做功，所以一個(gè)循環(huán)中表現(xiàn)為氣體對(duì)外做功，W＜0；經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，氣體回到初狀態(tài)A，內(nèi)能不變?chǔ)＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律知Q＞0，氣體吸熱，故C正確．ABCDA循環(huán)過程中，從D→A，體積減小，外界對(duì)氣體做功W＞0，絕熱過程Q＝0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q知ΔU＞0，內(nèi)能增加，溫度升高，D狀態(tài)溫度比A狀態(tài)溫度低，即A狀態(tài)溫度不是最低，故D錯(cuò)誤．] 16