訓練15分子動理論氣體及熱力學定律1(8分)(多選)如圖所示是氧氣在0和100兩種不同情況下，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系由圖可知()A100的氧氣速率大的分子比例較多B0時對應(yīng)的具有最大比例的速率區(qū)間的峰值速率較大C0和100氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布特點D在0時，部分分子速率比較大，說明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域E在0和100兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積相等解析：由題圖可知，溫度為100的氧氣速率大的分子所占比例較多，選項A對；具有最大比例的速率區(qū)間是指曲線峰值附近對應(yīng)的速率，顯然，100時對應(yīng)的峰值速率大，選項B錯；同一溫度下，氣體分子速率分布總呈“中間多，兩頭少”的分布特點，即速率處中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比較小，選項C對；溫度升高時，速率大的分子數(shù)比例較大，在0時，部分分子速率較大，不能說明內(nèi)部有溫度較高的區(qū)域，選項D錯；在0和100兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積都應(yīng)該等于1，即相等，選項E對答案：ACE2(8分)(多選)一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其pT圖象如圖所示下列判斷正確的是()A過程ab中氣體一定吸熱B過程bc中氣體既不吸熱也不放熱C過程ca中外界對氣體所做的功等于氣體所放的熱Da、b和c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a分子的平均動能最小Eb和c兩個狀態(tài)中，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)不同解析：過程ab中，理想氣體做等容變化，溫度升高，理想氣體的內(nèi)能增大，氣體一定吸熱，選項A正確；過程bc中，理想氣體做等溫變化，壓強減小，容器壁單位面積單位時間內(nèi)受到分子撞擊的次數(shù)減小，選項E正確；而體積變大，氣體對外做功，氣體一定吸熱，選項B錯誤；過程ca中，理想氣體的壓強不變，溫度降低，內(nèi)能減小，體積減小，外界對氣體做功，氣體對外放出的熱量大于外界對氣體做的功，選項C錯誤；根據(jù)上述三個過程可知：在a、b、c三個狀態(tài)中，狀態(tài)a的溫度最低，根據(jù)溫度是分子平均動能的標志，其分子的平均動能最小，選項D正確答案：ADE3(8分)(多選)下列說法中正確的是()A氣體放出熱量，其分子的平均動能可能增大B布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動C當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第一定律E某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA解析：氣體放出熱量，若外界對氣體做功，溫度升高，其分子的平均動能增大，故A正確；布朗運動不是液體分子的運動，但它可以說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則運動，故B正確；當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大，故C正確；第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律，故D錯誤；某固體或液體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA，而對氣體此式不成立，故E錯誤答案：ABC4(20分)(1)(多選)重慶出租車常以天然氣作為燃料，加氣站儲氣罐中天然氣的溫度隨氣溫升高的過程中，若儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，則罐內(nèi)氣體(可視為理想氣體)()A壓強增大，內(nèi)能減小B吸收熱量，內(nèi)能增大C壓強變大，分子平均動能增大D對外做功，分子平均動能減小E對外不做功，分子平均動能增大(2)“拔火罐”是一種中醫(yī)療法，為了探究“火罐”的“吸力”，某人設(shè)計了如圖實驗圓柱狀汽缸(橫截面積為S)被固定在鐵架臺上，輕質(zhì)活塞通過細線與重物m相連，將一團燃燒的輕質(zhì)酒精棉球從缸底的開關(guān)K處扔到汽缸內(nèi)，酒精棉球熄滅時(設(shè)此時缸內(nèi)溫度為t)密閉開關(guān)K，此時活塞下的細線剛好拉直且拉力為零，而這時活塞距缸底為L.由于汽缸傳熱良好，重物被吸起，最后重物穩(wěn)定在距地面處已知環(huán)境溫度為27不變，與大氣壓強相當，汽缸內(nèi)的氣體可看做理想氣體，求t值解析：(1)儲氣罐內(nèi)氣體體積及質(zhì)量均不變，溫度升高，氣體從外界吸收熱量，分子平均動能增大，內(nèi)能增大，壓強變大因氣體體積不變，故外界對氣體不做功，B、C、E正確(2)對汽缸內(nèi)封閉氣體研究，狀態(tài)：p1p0，V1LS，T1(273t)K狀態(tài)：p2p0p0，V2LS，T2300 K由理想氣體狀態(tài)方程：故t127答案：(1)BCE(2)1275(14分)如圖所示，長為31 cm內(nèi)徑均勻的細玻璃管開口向上豎直放置，管內(nèi)水銀柱的上端正好與管口齊平，封閉氣體的長度為10 cm，溫度為27，外界大氣壓強不變?nèi)舭巡ＡЧ茉谪Q直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)至開口豎直向下，這時留在管內(nèi)的水銀柱長為15 cm，求：(1)大氣壓強p0的值；(2)緩慢轉(zhuǎn)回到開口豎直向上，再對管內(nèi)氣體加熱，當溫度緩慢升高到多少攝氏度時，水銀柱的上端恰好重新與管口齊平解析：(1)初態(tài)時氣體壓強為p1p021 cmHgV110S，T1300 K開口向下穩(wěn)定時壓強為p2p015 cmHg體積為V216S，T2300 K氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律：p1V1p2V2得：p075 cmHg(2)當開口向上穩(wěn)定時p3(7515) cmHg90 cmHgV3(3115)S16S根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：解得：T3450 K，即t177.答案：(1)75 cmHg(2)1776(15分)在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為每1104 mL溶液中有純油酸6 mL，用注射器測得1 mL上述溶液為75滴把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓形狀，再把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1 cm，試求：(1)油酸膜的面積是_cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是_mL.(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子直徑為_m解析：數(shù)描出的油酸的輪廓中的方格數(shù)，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得出油酸膜的面積是S161 cm2.油酸酒精溶液的體積濃度為，每滴油酸酒精溶液體積為 mL，每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是V mL8106 mL，估測出油酸分子直徑為d51010 m.答案：(1)161(159163均可)(2)8106(3) 510107(12分)回熱式制冷機是一種深低溫設(shè)備，制冷極限約50 K某臺設(shè)備工作時，一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經(jīng)歷如圖所示的四個過程：從狀態(tài)A到B和C到D是等溫過程，溫度分別為t127和t2133；從狀態(tài)B到C和D到A是等容過程，體積分別為V0和5V0.求狀態(tài)B與D的壓強之比解析：A到B、C到D均為等溫變化，則TB300 K，TD140 K由理想氣體狀態(tài)方程有可得：答案：8(15分)如圖所示，導熱的圓柱形汽缸放置在水平桌面上，橫截面積為S、質(zhì)量為m1的活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體(可視為理想氣體)，活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣總質(zhì)量為m2的砝碼盤(含砝碼)通過左側(cè)豎直的細繩與活塞相連當環(huán)境溫度為T時，活塞離缸底的高度為h.現(xiàn)使環(huán)境溫度緩慢降為，求：(1)當活塞再次平衡時，活塞離缸底的高度是多少？(2)保持環(huán)境溫度為不變，在砝碼盤中添加質(zhì)量為m的砝碼時，活塞返回到高度為h處，求大氣壓強解析：(1)環(huán)境溫度緩慢降低過程中，汽缸中氣體壓強不變，初始時溫度為T1T，體積為V1hS，變化后溫度為T2，體積為V2h2S，由蓋呂薩克定律得，解得h2.(2)設(shè)大氣壓強為p0，初始時體積V2h2S，p2p0，變化后體積V3hS，p3p0，由玻意耳定律得p2V2p3V3，解得p0.答案：(1)(2)