第36講 固體、液體和氣體解密考綱知道晶體、非晶體的區(qū)別；理解表面張力，會解釋有關(guān)現(xiàn)象；掌握氣體的三個實(shí)驗(yàn)定律，會用三個實(shí)驗(yàn)定律分析氣體狀態(tài)變化問題1(2019·馬鞍山一模) (多選)下列說法正確的是()A單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)B氣體絕熱膨脹對外做功，內(nèi)能一定增大C溫度低的物體分子運(yùn)動的平均速率小D液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大E液體表面存在張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離ADE解析 單晶體和多晶體都是晶體，都有確定的熔點(diǎn)，故選項(xiàng)A正確；氣體絕熱膨脹的過程中與外界沒有熱量交換，對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能一定減小，故選項(xiàng)B錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度低的物體分子運(yùn)動的平均動能一定小，而平均速率不一定小，還與分子的質(zhì)量有關(guān)，故選項(xiàng)C錯誤；液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故選項(xiàng)D正確；液體表面存在張力是因?yàn)橐后w表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子之間表現(xiàn)為引力，故選項(xiàng)E正確2(多選)一定質(zhì)量的理想氣體，經(jīng)等溫壓縮，氣體的壓強(qiáng)增大，用分子動理論的觀點(diǎn)分析，這是因?yàn)?)A氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力增大B單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多C氣體分子的總數(shù)增加D單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加BD解析 理想氣體經(jīng)等溫壓縮，體積減小，單位體積內(nèi)的分子數(shù)目增加，則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子的碰撞次數(shù)增多，壓強(qiáng)增大，但氣體分子每次碰撞器壁的平均沖力不變，故選項(xiàng)B、D正確，A、C錯誤3(2019·南京一模)如圖所示，把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就變鈍了產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是()A玻璃是非晶體，熔化再凝固后變成晶體B玻璃是晶體，熔化再凝固后變成非晶體C熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為引力使其表面繃緊D熔化的玻璃表面分子間表現(xiàn)為斥力使其表面擴(kuò)張C解析 玻璃是非晶體，熔化再凝固后仍然是非晶體，故選項(xiàng)A、B錯誤；玻璃裂口尖端放在火焰上燒熔后尖端變鈍，是表面張力的作用，因?yàn)楸砻鎻埩哂袦p小表面積的作用，即使液體表面繃緊，故選項(xiàng)C正確，D錯誤4(2019·武漢模擬)(多選)固體甲和固體乙在一定壓強(qiáng)下的熔解曲線如圖所示，橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T.下列判斷正確的有()A固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體B固體甲不一定有確定的幾何外形，固體乙一定沒有確定的幾何外形C在熱傳導(dǎo)方面固體甲一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性D固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同E圖線甲中ab段溫度不變，所以甲的內(nèi)能不變ABD解析 晶體具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，所以固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體，選項(xiàng)A正確；固體甲若是多晶體，則不一定有確定的幾何外形，固體乙是非晶體，一定沒有確定的幾何外形，選項(xiàng)B正確；在熱傳導(dǎo)方面固體甲若是多晶體，則不一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性，選項(xiàng)C錯誤；固體甲一定是晶體，有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，則固體甲和固體乙的化學(xué)成分有可能相同，選項(xiàng)D正確；晶體在熔化時溫度不變，但由于晶體吸收熱量，內(nèi)能在增大，選項(xiàng)E錯誤5(2019·遼寧師范大學(xué)附屬中學(xué)高三期末)(多選)下列說法正確的是()A同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按相同的規(guī)律排列B熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體C因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動叫分子熱運(yùn)動D知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算出該氣體中分子間的平均距離E當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時，水中還會有水分子飛出水面BDE解析 同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體的微粒都按不同的規(guī)律排列，顯示出不同的性質(zhì)，如金剛石和石墨，故選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第二定律知熱量只能夠自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體，但也可以通過熱機(jī)做功實(shí)現(xiàn)從低溫物體傳遞到高溫物體，故選項(xiàng)B正確；因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動的激烈程度跟溫度有關(guān)，但它不是分子的熱運(yùn)動，它反映了液體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動，故選項(xiàng)C錯誤；利用阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質(zhì)量和密度，可以估算出氣體分子間的平均距離，故選項(xiàng)D正確；當(dāng)水面上方的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時，單位時間內(nèi)從水中出來的水分子和從空氣進(jìn)入水中的水分子個數(shù)相等，達(dá)到一種動態(tài)平衡，故選項(xiàng)E正確6(2018·江蘇卷)如圖所示，一支溫度計(jì)的玻璃泡外包著紗布，紗布的下端浸在水中紗布中的水在蒸發(fā)時帶走熱量，使溫度計(jì)示數(shù)低于周圍空氣溫度當(dāng)空氣溫度不變，若一段時間后發(fā)現(xiàn)該溫度計(jì)示數(shù)減小，則()A空氣的相對濕度減小B空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)增大C空氣中水的飽和氣壓減小D空氣中水的飽和氣壓增大A解析 溫度計(jì)示數(shù)減小說明蒸發(fā)加快，空氣中水蒸汽的壓強(qiáng)減小，選項(xiàng)B錯誤；因空氣的飽和氣壓只與溫度有關(guān)，空氣溫度不變，所以飽和氣壓不變，選項(xiàng)C、D錯誤；根據(jù)相對濕度的定義，空氣的相對濕度減小，選項(xiàng)A正確7(2019·濟(jì)南一模)(多選)下列說法正確的是()A圖甲為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖象，由圖可知狀態(tài)的溫度比狀態(tài)的溫度高B圖乙為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p­V圖線，由圖可知?dú)怏w由狀態(tài)A變化到B的過程中，氣體分子平均動能先增大后減小C圖丙為分子間作用力的合力與分子間距離的關(guān)系可知，當(dāng)分子間的距離r>r0時，分子勢能隨分子間的距離增大而減小D液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大；附著層內(nèi)液體分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離小E能量耗散反映了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程具有不可逆性ABE解析 由圖可知，中分子速率大占據(jù)的比例較大，則說明對應(yīng)的平均動能較大，故對應(yīng)的溫度較高，故選項(xiàng)A正確；直線AB的斜率k，直線AB的方程p5，根據(jù)pVCT，可知C不變，pV越大，T越高，狀態(tài)在處溫度最高，在A和B狀態(tài)時，pV乘積相等，說明在AB處的溫度相等，所以從A到B的過程中，溫度先升高，后又減小到初始溫度，溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以在這個過程中，氣體分子的平均動能先增大后減小，故選項(xiàng)B正確；由分子間作用力的合力與分子間距離的關(guān)系圖象知，rr0時分子力表現(xiàn)為引力，分子間的距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，所以當(dāng)分子間的距離rr0時，分子勢能隨分子間的距離增大而增大，故選項(xiàng)C錯誤；液體表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，表現(xiàn)為引力，如果附著層內(nèi)液體分子間距離小于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力表現(xiàn)為斥力，附著層有擴(kuò)展的趨勢，表現(xiàn)為浸潤，如果附著層內(nèi)液體分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢，表現(xiàn)為不浸潤，故選項(xiàng)D錯誤；能量耗散反映了與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀自然過程具有不可逆性，故選項(xiàng)E正確8(2019·成都高三診斷)(多選)下列說法正確的是()A布朗運(yùn)動是懸浮在氣體或液體中的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動B100 的水與100 的水蒸氣比較，分子的平均動能相同C設(shè)分子力為零時，分子間距離為r0，則在r<r0的范圍內(nèi)，分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，但斥力比引力變化慢D密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對器壁單位面積上的平均作用力增大E一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)等容過程和等壓過程，溫度均由T1升高到T2，則等壓過程比等容過程吸收的熱量多BDE解析 布朗運(yùn)動是懸浮在氣體或液體中固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是固體顆粒分子的運(yùn)動，故選項(xiàng)A錯誤；溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，故溫度相同，分子平均動能一定相同，與物體的狀態(tài)無關(guān)，故選項(xiàng)B正確；分子間的引力和斥力，都隨分子間距離的增大而減小，但斥力比引力變化快，故選項(xiàng)C錯誤；氣體壓強(qiáng)的微觀解釋取決于分子的密集程度即氣體的體積，分子的平均動能即溫度，所以堅(jiān)固密閉容器內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子平均動能增大，由于體積不變，所以器壁單位面積受到的壓力增大，故選項(xiàng)D正確；一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)等容過程和等壓過程溫度均由T1升高到T2，內(nèi)能增量U相同，根據(jù)熱力學(xué)第一定律等容過程QU，等壓過程吸收的熱量QUW，而等壓過程氣體對外做功W>0，所以等壓過程比等容過程吸收的熱量多，故選項(xiàng)E正確9. (2019·安慶模擬) (多選)下列說法正確的是()A液面上方的蒸汽達(dá)到飽和時就不會有液體分子從液面飛出B萘的熔點(diǎn)為80 ，質(zhì)量相等的80 的液態(tài)萘和80 的固態(tài)萘具有不同的分子勢能C車輪在潮濕的地面上滾過后，車轍中會滲出水，屬于毛細(xì)現(xiàn)象D液體表面層分子的勢能比液體內(nèi)部分子的勢能大E液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向同性BCD解析 液面上方的蒸汽達(dá)到飽和時，液體分子從液面飛出，同時有蒸汽分子進(jìn)入液體中，從宏觀上看，液體不再蒸發(fā)，選項(xiàng)A錯誤；80 時，液態(tài)萘凝固成固態(tài)萘的過程中放出熱量，溫度不變，則分子的平均動能不變，萘放出熱量的過程中內(nèi)能減小，而分子平均動能不變，所以一定是分子勢能減小，選項(xiàng)B正確；由毛細(xì)現(xiàn)象的定義可知，選項(xiàng)C正確；液體表面層的分子間距離比液體內(nèi)部的分子間距離大，故液體表面層分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，分子之間的距離有縮小的趨勢，可知液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢能，選項(xiàng)D正確；液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，選項(xiàng)E錯誤10(2019·青島城陽區(qū)高三期末)(多選)下列說法正確的是()A把一枚針輕放在水面上，它會浮在水面，這是由于水面存在表面張力的緣故B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)C空氣的相對濕度定義為水的飽和蒸汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比D只要能減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低E可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣DE解析 針之所以能浮在水面，是由于水面存在表面張力的作用，故選項(xiàng)A正確；理想氣體由于分子間距離大，相互間沒有作用力，分子勢能不計(jì)，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，故選項(xiàng)B錯誤；空氣的相對濕度定義為空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)與相同溫度時水的飽和蒸汽壓強(qiáng)之比，故選項(xiàng)C錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，減弱氣體分子熱運(yùn)動的劇烈程度，氣體的溫度就可以降低，故選項(xiàng)D正確；可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣?，但會引起其它變化，故選項(xiàng)E正確11(2019·葫蘆島一模)如圖所示，粗細(xì)相同的導(dǎo)熱玻璃A、B由橡皮軟管連接，一定質(zhì)量的空氣被水銀柱封閉在A管內(nèi)，氣柱長L139 cm.B管上方與大氣相通，大氣壓強(qiáng)p076 cmHg，環(huán)境溫度T0300 K初始時兩管水銀面相平，若A管不動，將B管豎直向上緩慢移動一定高度后固定，A管內(nèi)水銀面上升了h11 cm.大氣壓強(qiáng)不變求：(1)B管與A管的水銀面高度差；(2)要使兩管內(nèi)水銀面再次相平，環(huán)境溫度變?yōu)槎嗌伲?結(jié)果取整數(shù))解析 (1)理想氣體第1狀態(tài) p1p0，V1L1S，T1T0，第2狀態(tài)p2，V2(L1h1)S，T2T0，由理想氣體狀態(tài)方程p1 V1p2V2，解得p278 cmHg；B管與A管的高度差為hp2p0，解得h2 cm.(2)第3狀態(tài) p3p0，V3(L1h1h )S，T3，由理想氣體狀態(tài)方程，解得T3285 K.答案 (1)2 cm(2)285 K12(2019·泰安一模)豎直放置粗細(xì)均勻的“U”形細(xì)玻璃管兩臂分別灌有水銀，水平部分有一空氣柱，各部分長度如圖所示，單位為厘米現(xiàn)將管的右端封閉，從左管口緩慢倒入水銀，恰好使水平部分右端的水銀全部進(jìn)入右管中已知大氣壓強(qiáng)p075 cmHg，環(huán)境溫度不變，左管足夠長求：(1)此時右管封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)左管中需要倒入水銀柱的長度解析 (1)對右管中的氣體，初態(tài)有p175 cmHgV130S，末態(tài)體積V2(305)S25S，由p1V1p2V2，解得p290 cmHg.(2)對水平管中的氣體，初態(tài)壓強(qiáng)pp01590 cmHgV11S；末態(tài)壓強(qiáng)pp220110 cmHg，根據(jù)pVpV，解得V9S，水平管中的長度變?yōu)? cm，此時原來左側(cè)19 cm水銀柱已有11 cm進(jìn)入到水平管中，所以左側(cè)管中倒入水銀柱的長度應(yīng)該是pp08 cm27 cm.答案 (1)90 cmHg(2)27 cm13(2019·廣州一模)如圖所示，開口向下、粗細(xì)均勻的固定導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，由兩活塞a、b封閉兩部分氣體A、B(活塞高度不計(jì))當(dāng)環(huán)境溫度為87 、兩活塞平衡時，氣體A、B高度之比為32、總長為L.當(dāng)環(huán)境溫度緩慢地降到27 ，兩活塞重新平衡時，求活塞a、b各自移動的距離解析 設(shè)a向上移動的距離為hA，b向上移動的距離為hB，因?yàn)閮刹糠謿怏w都做等壓變化，由蓋呂薩克定律可知，對于氣體A有 ，即，解得hAL；對于氣體B有，即，解得hBL.答案 hALhBL14(2019·南昌二模)如圖所示，一汽缸固定在水平地面上，通過活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì)，活塞的橫截面積S100 cm2.活塞與水平平臺上的物塊A用水平輕桿連接，在平臺上有另一物塊B，A、B的質(zhì)量均為m62.5 kg，兩物塊與平臺間的摩擦因數(shù)0.8.兩物塊間距為d10 cm.開始時活塞距缸底L110 cm，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1 等于外界大氣壓強(qiáng)p01×105Pa，溫度t127 .現(xiàn)對汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱求：(g10 m/s2)(1)物塊A開始移動時，汽缸內(nèi)的溫度；(2)物塊B開始移動時，汽缸內(nèi)的溫度解析 (1)物塊A開始移動前氣體做等容變化，則有p2p0 1.5×105Pa，由查理定律有，解得T2450 K.(2)物塊A開始移動后，氣體做等壓變化，到A與B剛接觸時p3p21.5×105 Pa，V3(L1d)S，由蓋呂薩克定律有，解得T3900 K；之后氣體又做等容變化，設(shè)物塊A和B一起開始移動時氣體的溫度為T4，p4p02.0×105Pa，V4V3，由查理定律有，解得T41200 K.答案 (1)450 K(2)1200 K8