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固體、液體和氣體 對點訓練：固體、液體的性質(zhì) 1．(2019如東中學月考)下列說法中正確的是(　　) A．晶體一定具有各向異性，非晶體一定具有各向同性 B．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運動的平均動能可能相同 C．液晶是液體與晶體的混合物 D．要增強雨傘的防水作用，傘面可選擇對水是浸潤的布料；布料經(jīng)緯線間空隙很小，水珠落在傘面上由于表面張力的作用，不能透過空隙 解析：選B　只有單晶體具有各向異性，而多晶體是各向同性的，故A錯誤；內(nèi)能與物體的溫度、體積、分子數(shù)等因素有關，內(nèi)能不同，溫度可能相同，則分子熱運動的平均動能可能相同，故B正確；液晶是化合物，像液體一樣具有流動性，又具有光學性質(zhì)的各向異性，故C錯誤；要增強雨傘的防水作用，傘面應選擇對水不浸潤的布料，布料經(jīng)緯線間空隙很小，水珠落在傘面上由于表面張力的作用，不能透過空隙，故D錯誤。 2．[多選](2019海安中學月考)下列說法正確的是(　　) A．所有晶體都有確定的熔點，導電、導熱、透光等物理性質(zhì)上一定表現(xiàn)出各向異性 B．半導體元件的制作可通過高溫擴散的方法在單晶硅中摻入其他元素 C．當液晶處于電場中時，光學性質(zhì)不會發(fā)生變化 D．露珠總是出現(xiàn)在夜間和清晨是由于氣溫降低使空氣中的水蒸氣達到飽和后液化造成的 解析：選BD　所有晶體都有確定的熔點，單晶體在導電、導熱、透光等物理性質(zhì)上一定表現(xiàn)出各向異性，多晶體在導電、導熱、透光等物理性質(zhì)上一定表現(xiàn)出各向同性，故A錯誤；半導體的導電性能介于導體與絕緣體之間，在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素來制作元件，故B正確；液晶像液體一樣可以流動，又具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類物質(zhì)，所以液晶的光學性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，當液晶處于電場中時，光學性質(zhì)會發(fā)生變化，故C錯誤；露珠都是水蒸氣遇冷液化形成的，液化形成的露珠在陽光下又發(fā)生汽化而慢慢消失，故D正確。 3．[多選](2019蘇州月考)下列說法正確的是(　　) A．空氣中PM2.5顆粒的無規(guī)則運動屬于分子熱運動 B．某物體溫度升高，組成該物體的分子的平均動能一定增大 C．云母片導熱性能各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．空氣相對濕度越大，則空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓 解析：選BD　PM2.5是微粒而不會是分子，不屬于分子熱運動，故A錯誤。溫度是分子平均動能的標志，因此物體溫度升高，組成該物體的分子的平均動能一定增大，故B正確。云母片表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列規(guī)則，故C錯誤。根據(jù)相對濕度的特點可知，空氣的相對濕度越大，空氣中水蒸氣的壓強越接近飽和汽壓，故D正確。 對點訓練：氣體實驗定律的應用 4．(2019連云港模擬)民間常用“拔火罐”來治療某些疾病，方法是將點燃的紙片放入一個小罐內(nèi)，當紙片燃燒完時，迅速將火罐開口端緊壓在皮膚上，火罐就會緊緊地被“吸”在皮膚上。其原因是，當火罐內(nèi)的氣體(　　) A．溫度不變時，體積減小，壓強增大 B．質(zhì)量不變時，壓強增大，體積減小 C．壓強不變時，溫度降低，體積減小 D．體積不變時，溫度降低，壓強減小 解析：選D　把罐扣在皮膚上，罐內(nèi)空氣的體積等于火罐的容積，體積不變，氣體經(jīng)過熱傳遞，溫度不斷降低，氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可知，氣體壓強減小，火罐內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓，大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上。故D正確。 5.(2018宿遷期末)釋放的氫氣球，在其緩慢上升過程中，體積會逐漸膨脹，達到極限體積時甚至會爆炸。假設在氣球上升過程中，環(huán)境溫度保持不變，則球內(nèi)的氣體分子單位時間內(nèi)對球壁單位面積撞擊的次數(shù)________(選填“增加”“減少”或“不變”)，氣體分子的平均動能__________ (選填“增大”“減小”或“不變”)，氣體分子的速率分布情況最接近圖中的________線(選填“A”“B”或“C”)。圖中f(v)表示速率v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率。 解析：因溫度不變，則氣體分子熱運動的劇烈程度不變，體積增大，分子密度變小，則球內(nèi)的氣體分子單位時間內(nèi)對球壁單位面積撞擊的次數(shù)減小；因溫度不變，氣體分子的平均動能不變；在一定溫度下，大多數(shù)分子的速率都接近某個數(shù)值，其余少數(shù)分子的速率有的小于該數(shù)值，有的大于該數(shù)值，個別分子的速率會更大，分子速率更小的也比較少，故分子速率分布圖像應為圖線C。 答案：減小　不變　C 對點訓練：理想氣體狀態(tài)方程的應用 6.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞密封在一絕熱汽缸中，活塞與汽缸壁無摩擦。當溫度為T1時，氣體壓強為p1，體積為V1；若溫度升高到T2，氣體壓強變?yōu)閜2，氣體的體積變?yōu)閂2，則p2______p1，V2______V1(選填“＞”“＝”或“＜”)；若在活塞上放置一定質(zhì)量的重物，穩(wěn)定后氣體的壓強變?yōu)閜3，溫度變?yōu)門3，則p3______p1，T3_____T1(選填“＞”“＝”或“＜”)。 解析：汽缸內(nèi)氣體壓強等于大氣壓與活塞產(chǎn)生的壓強之和，氣體溫度升高時，壓強不變，即p1＝p2，由蓋—呂薩克定律得：＝，溫度升高時，氣體體積增大，即V1T1。 答案：＝　>　>　> 7．(2019漣水中學模擬)一密封的氣象探測氣球，在地面時充有壓強為1.0105 Pa、溫度為27 ℃的氦氣時，體積為4.0 m3，氣球內(nèi)氦氣的密度為ρ＝1.0 kg/m3，摩爾質(zhì)量為M＝4 g/mol。已知阿伏加德羅常數(shù)為NA＝6.01023 mol－1。在上升至海拔10.0 km高空的過程中，氣球內(nèi)氦氣的壓強逐漸減小到此高度上的大氣壓4104 Pa，氣球內(nèi)部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變。此后停止加熱，保持高度不變。已知在這一海拔高度氣溫為－33 ℃。試求： (1)氣球內(nèi)氦氣的分子數(shù)及在地面時氣球內(nèi)氦氣分子間的平均距離(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)； (2)氦氣在停止加熱前的體積； (3)氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積。 解析：(1)氣球內(nèi)氦氣的分子數(shù) N＝NA＝NA＝61026個 一個分子占據(jù)的空間V1＝＝6.710－27 m3 據(jù)立方體模型，分子間距離d＝≈210－9 m。 (2)在氣球上升至海拔10.0 km高空的過程中，氣球內(nèi)氦氣經(jīng)歷等溫過程， 由玻意耳定律得p0V0＝p1V1， 解得V1＝＝ m3＝10 m3。 (3)在停止加熱較長一段時間后，氦氣的溫度逐漸從T1＝300 K下降到與外界氣體溫度相同，即T2＝240 K。這一過程是等壓過程，由蓋—呂薩克定律得＝， 代入數(shù)據(jù)得：V2＝8 m3。 答案：(1)61026個　210－9 m　(2)10 m3　(3)8 m3 對點訓練：氣體狀態(tài)變化的圖像問題 8．[多選](2019如東中學月考)如圖為一定質(zhì)量的理想氣體兩次不同體積下的等容變化圖線。下列說法正確的是(　　) A．a(chǎn)點對應的氣體狀態(tài)其體積大于b點對應的氣體體積 B．a(chǎn)點對應的氣體狀態(tài)其體積小于b點對應的氣體體積 C．a(chǎn)點對應氣體的分子密集程度大于b點的分子密集程度 D．a(chǎn)點氣體分子的平均動能等于b點的分子的平均動能 解析：選BCD　由p＝T，pT圖像斜率越大對應體積V越小，即a點對應氣體的體積小于b點對應氣體的體積，A錯誤，B正確；a點對應氣體的體積小，且a點對應氣體的壓強大，則a點對應氣體的分子密集程度大于b點的分子密集程度，故C正確；由題圖可知，a點對應的氣體溫度等于b點對應的溫度，故a點氣體分子的平均動能等于b點的分子的平均動能，故D正確。 9．[多選](2019邗江中學模擬)如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體沿著如圖所示的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程，則關于該過程中氣體壓強變化情況判斷正確的是(　　) A．從狀態(tài)d到狀態(tài)a，壓強不變 B．從狀態(tài)c到狀態(tài)d，壓強減小 C．從狀態(tài)b到狀態(tài)c，壓強減小 D．從狀態(tài)a到狀態(tài)c，壓強先減小后增大 解析：選BC　由理想氣體狀態(tài)方程：＝C可知：＝，則圖像的斜率大小與壓強大小成反比；由題圖可知：對a、b、c、d四個狀態(tài)，斜率ka＞kd＞kc＞kb，故壓強：pa＜pd＜pc＜pb；從狀態(tài)d到狀態(tài)a，氣體壓強減小，故A錯誤；從狀態(tài)c到狀態(tài)d，氣體壓強減小，故B正確；從狀態(tài)b到狀態(tài)c，氣體壓強減小，故C正確；從狀態(tài)a到狀態(tài)c，壓強先增大后減小，故D錯誤。 10.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的pV圖像如圖所示。已知阿伏加德羅常數(shù)為6.01023 mol－1，在標準狀態(tài)(壓強p0＝1 atm、溫度t0＝0 ℃)下理想氣體的摩爾體積都為22.4 L。若理想氣體在狀態(tài)C時的溫度為27 ℃，求： (1)該氣體在狀態(tài)B時的溫度； (2)該氣體在標準狀態(tài)下的體積； (3)該氣體的分子數(shù)(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 解析：(1)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：＝， 得TB＝ 代入數(shù)據(jù)得TB＝400 K(或t＝127 ℃)。 (2)根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：＝，得V0＝ 代入數(shù)據(jù)得V0＝2.73 L。 (3)該氣體的分子數(shù)N＝NA 代入數(shù)據(jù)得N＝7.31022個。 答案：(1)400 K(或127 ℃)　(2)2.73 L　(3)7.31022個 11．(2019泰州中學月考)如圖所示，豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑，橫截面積為S＝1.010－3 m2，活塞的質(zhì)量為m＝2 kg，厚度不計。在A、B兩處設有限制裝置，使活塞只能在A、B之間運動，B下方汽缸的容積為1.010－3 m3，A、B之間的容積為2.010－4 m3，外界大氣壓強p0＝1.0105 Pa。開始時活塞停在B處，缸內(nèi)氣體的壓強為0.9p0，溫度為27 ℃，現(xiàn)緩慢加熱缸內(nèi)氣體，直至327 ℃。求： (1)活塞剛離開B處時氣體的溫度t2； (2)缸內(nèi)氣體最后的壓強； (3)在圖乙中畫出整個過程中的pV圖線。 解析：(1)活塞剛離開B處時，氣體壓強 p2＝p0＋＝1.2105 Pa 氣體等容變化，由查理定律得＝ 代入數(shù)據(jù)，解得t2＝127 ℃。 (2)設活塞最終移動到A處， 由理想氣體狀態(tài)方程得：＝， 即＝， 代入數(shù)據(jù)，解出p3＝p0＝1.5p0＝1.5105 Pa 因為p3＞p2，故活塞最終移動到A處的假設成立。 (3)如圖。 答案：(1)127 ℃　(2)1.5105 Pa　(3)見解析圖 12．(2019如東中學月考)如圖甲所示，豎直放置的汽缸內(nèi)壁光滑，活塞厚度與質(zhì)量均不計，在B處設有限制裝置，使活塞只能在B以上運動，B以下汽缸的容積為V0，A、B之間的容積為0.2V0。開始時活塞在A處，溫度為87 ℃，大氣壓強為p0，現(xiàn)緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度，直至活塞移動到A、B的正中間，然后保持溫度不變，在活塞上緩慢加砂，直至活塞剛好移動到B，然后再緩慢降低缸內(nèi)氣體的溫度，直至－3 ℃。求： (1)活塞剛到達B處時的溫度TB； (2)缸內(nèi)氣體最后的壓強p； (3)在圖乙中畫出整個過程的pV圖線。 解析：(1)緩慢降低汽缸內(nèi)氣體的溫度，直至活塞移動到A、B的正中間，這個過程是等壓過程： 根據(jù)蓋—呂薩克定律：＝ 代入數(shù)據(jù)解得：TAB＝330 K， 然后保持溫度不變，在活塞上緩慢加砂，直至活塞剛好移動到B處，這個過程是等溫過程，故活塞剛到達B處時的溫度就為330 K。 (2)保持溫度不變，在活塞上緩慢加砂，直至活塞剛好移動到B，這個過程是等溫過程： 根據(jù)玻意耳定律有：p01.1V0＝p1V0， 解得p1＝1.1p0， 再接下是等容過程，根據(jù)查理定律有：＝， 解得p＝0.9p0。 (3)整個過程的pV圖線，如圖所示。 答案：(1)330 K　(2)0.9p0　(3)見解析圖