第六章分子和氣體定律

1、第六章分子和氣體定律知識點(diǎn)一：阿伏伽德羅常數(shù)Na表示，且1摩爾任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同，這個(gè)數(shù)叫做阿伏伽德羅常數(shù)，用23Na =6.02 10 /mol 。注意：（1）阿伏伽德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁。如果已知物質(zhì)的宏觀量:摩爾質(zhì)量M，摩爾體積V，就可以推算出分子質(zhì)量，分子體積，估算出分子之間的距離等這 些微觀量。（2）利用油膜法測量分子的直徑，其測定結(jié)果表明，分子的直徑的數(shù)量級是1010m。【例1】對于液體和固體（不計(jì)分之間的空隙），若用M表示摩爾質(zhì)量， m0表示分子質(zhì)量,t表示物質(zhì)密度，V表示摩爾體積，V。表示單個(gè)分子的體積，Na表示阿伏伽德羅常數(shù)，則下列關(guān)系中正確的是（）VP

2、vM（A） N a（ B） N a（ C） N a（ D） M _ VV。m。PV3313【例2】黃金的密度為 =19.3 10 kg/m，摩爾質(zhì)量為u =1.97 10 kg/m，求：（1）金分子的質(zhì)量（2）金分子的半徑【例3】將1cm3油酸溶于酒精，制成 200cm3的油酸酒精溶液。每1cm3該溶液有20滴?，F(xiàn) 將1滴該溶液滴到水面上，隨著酒精溶解于水，油酸最終在水面上形成面積為0.50cm2的單分子膜層。試估測出油酸分子的直徑。知識點(diǎn)二：分子的熱運(yùn)動1、擴(kuò)散現(xiàn)象不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)彼此進(jìn)入對方的想象叫擴(kuò)散現(xiàn)象。（1）擴(kuò)散的快慢與溫度有光，溫度越高，分子運(yùn)動越激烈，擴(kuò)散就越快。（2）擴(kuò)散現(xiàn)

3、象不僅可以在氣體分子間發(fā)生，在固體之間和液體之間也會發(fā)生。2、布朗運(yùn)動液體中懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動叫布朗運(yùn)動。（1）布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因：由于液體分子的無規(guī)則運(yùn)動對懸浮顆粒撞擊的不平衡引起的。（2）布朗運(yùn)動的特點(diǎn)：顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯；溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著。（3） 布朗運(yùn)動的意義：反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，分子的無規(guī)則運(yùn)動無法直接觀察,即使布朗運(yùn)動也需要借助于顯微鏡才能觀察。因此，通過懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動, 間接反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，布朗運(yùn)動是研究分子熱運(yùn)動的一種途徑注意：（1）布朗運(yùn)動是懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動，也不是微粒內(nèi)分子的運(yùn)動。（2）凡是能用肉眼看到

4、的微粒都不是布朗運(yùn)動（3） 影響布朗運(yùn)動的是液體的溫度，而不是微粒的溫度，布朗運(yùn)動的劇烈程度和溫度有關(guān), 但在任何溫度下，布朗運(yùn)動都不會停止?！纠?】對于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A、擴(kuò)散現(xiàn)象是相互接觸的物體發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)B、擴(kuò)散現(xiàn)象是自發(fā)進(jìn)行的，與外界因素?zé)o關(guān)C、溫度低于0 C時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象將停息D、溫度升高，擴(kuò)散現(xiàn)象將會加劇【例5】關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是（）A、只有懸浮在液體中的顆粒才能發(fā)生B、任何顆粒在液體中都會發(fā)生C、布朗運(yùn)動在氣體、液體中均能發(fā)生D、布朗運(yùn)動可直接用肉眼觀察【例6】布朗運(yùn)動是說明分子運(yùn)動的重要實(shí)驗(yàn)事實(shí)，則懸浮在液體中的固體微粒的布朗運(yùn)動 說明了（）A、液體分

5、子的運(yùn)動B、懸浮在液體中的固體分子的運(yùn)動C、懸浮顆粒的運(yùn)動D、液體分子與固體分子的共同運(yùn)動知識點(diǎn)三：分子間的相互作用力1、分子之間同時(shí)存在著引力與斥力，它們的大小都跟分子間的距離有關(guān)，實(shí)際表現(xiàn)出來的分子力是引力和斥力的合力。2、分子間的作用力與距離的關(guān)系F引和F斥都隨著分子間的距離的變化而變化，當(dāng)分子間的距離增大時(shí),減小，當(dāng)分子間的距離減小時(shí)，F(xiàn)引和F斥都增大。具體情況分子如下：（1） r =r0時(shí)，F(xiàn)引 =尸斥，對外表現(xiàn)的分子力 f=0.（2） r :：r0時(shí)，F(xiàn)引 < F斥，并且隨著分子間距離的減小斥力增加得更快，對外表現(xiàn)的分 子力F為斥力。（3） r r0時(shí)，F(xiàn)引 > F斥，

6、并且隨著分子間距離的增大斥力減小得更快，對外表現(xiàn)的分子力F為引力。分子力F隨著距離的增大先增大后減小，當(dāng)分子間距離的數(shù)量級大于 10m（1Oro ）時(shí)，分子力已經(jīng)變得十分微弱，可以忽略不計(jì)。【例7】下列現(xiàn)象中，說明分子間存在相互作用力的是（）A、氣體很容易被壓縮B、兩塊純凈的鉛壓緊后能和在一起C、高壓密閉的鋼管中油沿銅壁溢出D、滴入水中的墨水向不同方向擴(kuò)散【例8】如右圖所示，兩個(gè)分子從靠近得不能再靠近的位置開始，兩者之間的距離逐漸增大,直到r r0（ r0為分子的平衡位置）。這一過程中，關(guān)于分子間相互作用力，下列說法中正確的是（）A、 兩個(gè)分子間的距離由較小逐漸增大到r =r0的過程中，引力和

7、斥力同時(shí)減小，分子力表現(xiàn)為斥力B、 分子間相互作用的合理，先減小和增大，再減小為0C、分子間的斥力在減小，引力在增大D、分子間的引力、斥力都在增大知識點(diǎn)四：氣體的狀態(tài)參量一 氣體的狀態(tài)參量。氣體在一定條件下，具有一定的宏觀狀態(tài)。我們用某些物理量來描述氣體的狀態(tài)，這些量叫氣體的狀態(tài)參量。對于一定質(zhì)量的某種氣體，用氣體的壓強(qiáng)、體積和溫度就可以描述它所處的狀態(tài)，所以對于一定質(zhì)量的某種氣體，氣體的壓強(qiáng)、體積和溫度就是它的狀態(tài)參量1氣體的溫度。溫度在宏觀上表示物體的冷熱程度，微觀上是分子平均動能的標(biāo)志。溫度有兩種表示法。國際單位制用熱力學(xué)溫度表示，其符號用“T”表示，單位是開爾文，單位符號“ K”實(shí)際生

8、活中還常用攝氏溫度表示，其符號“t ”單位是攝氏度，單位符號“C”。熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的關(guān)系是T=273+t。2氣體的體積。氣體的體積等于容器的容積，因?yàn)闅怏w分子能夠充滿整個(gè)容器的空間。體積的國際單位是 m3,常用的單位有 dm3(l)、cm3(ml)。3氣體的壓強(qiáng)。氣體壓強(qiáng)是由大量氣體分子對器壁頻繁碰撞產(chǎn)生的，其大小等于氣體對容器壁單位面積上產(chǎn)生的壓力。壓強(qiáng)的國際單位為Pa,常用單位有 atm、cmHg、mmHg。換算關(guān)系是 1atm=76cmHg=760mmHg=1.01 x 105Pa。注意：研究氣體狀態(tài)變化時(shí)，如何確定氣體的壓強(qiáng)很關(guān)鍵，一般處理方法如下：(1) 研究用液體封閉在靜止容

9、積中的氣體壓強(qiáng)時(shí)，就用連通器原理，選取低液面液體平衡法。(2) 研究用活塞封閉在靜止容積中的氣體壓強(qiáng)時(shí)，選取活塞或氣缸為研究對象，進(jìn)行受力分析，列平衡方程求解。(3) 研究容器加速運(yùn)動時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，選擇活塞或液柱為研究對象，進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。【例9】關(guān)于氣體的狀態(tài)參量，下列說法正確的是()A、一定量氣體的體積等于這些氣體分子所能達(dá)到的空間體積B、一定量氣體的壓強(qiáng)是由組成這些氣體的所有分子所受到的重力所產(chǎn)生的C、一定量氣體的質(zhì)量等于組成這些氣體的所有分子的質(zhì)量之和D、氣體溫度的高低反映了大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的劇烈程度【例10】如右圖所示，兩個(gè)半球殼拼成的球形容器內(nèi)部已

10、抽成真空，球形容器的半徑為R,大氣壓強(qiáng)為p0，使兩個(gè)球殼沿箭頭方向相互分離，應(yīng)施加的力F至少為()2 2 2 1 2A、4 二 R p0B、2二 R p0C、二 R p0 D、 R p02【例11】寫出下面各圖中各種壓強(qiáng)的關(guān)系。h(8)(10)11P1PO(9)(11)1hP21 1P3 I2POPOPaSaP4SbPb知識點(diǎn)五：氣體定律玻意耳定律:P1V1 = p2V2（等溫過程）查理定律:蓋呂薩克定律:（等壓過程）（注意溫度T的單位是開爾文K）（等容過程）定律成立的條件是：氣體質(zhì)量保持不變。以上公式可以綜合成一個(gè)理想氣體狀態(tài)方程:pV二nRT。在做題中，只需要看 p,V,T中哪個(gè)是固定量，

11、根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程判斷變化過程中的關(guān)系。注意：解題步驟：（1） 確定研究對象（某一定質(zhì)量的氣體），分析和列出氣體在初末兩個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)量（2）判斷氣體在狀態(tài)變化過程中是否滿足定律適用條件（3）利用定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式列出方程，解出結(jié)果（4）檢查結(jié)果餓合理性，最后寫出答案?！纠?2】如右圖所示，玻璃管上端封閉，開口的下端插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面高出槽內(nèi)水銀面h,用拉力F提著玻璃管緩慢上升少許，在此過程中（）A、高度差h增大B、氣柱長度增大C、氣體壓強(qiáng)增大D、拉力F增大【例13】如右圖所示，質(zhì)量為 m '的氣缸內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為 m的活塞，活塞面積為 S,將一 定量的理想氣體密封在氣缸內(nèi)，活塞可自

12、由地?zé)o摩擦的移動。氣缸與地面間的動摩擦因數(shù)為u,開始時(shí)活塞離汽缸底部距離為d,當(dāng)時(shí)大氣壓為pO,現(xiàn)在用恒力拉著活塞并帶動氣缸一起向右以加速度a做勻加速運(yùn)動，求這時(shí)活塞離氣缸底部的距離？（設(shè)氣體溫度保持不變）【例14】和上題圖一樣，一氣缸水平放置，活塞的截面積為ShOOcm2，大氣壓強(qiáng)為5Po -10 Pa，圭寸在缸內(nèi)的氣柱長為 L，求：（5）將活塞向左推L/3，需加多大的力？（6）將活塞向右拉L/3，需加多大的力？【例15】如右圖所示是一個(gè)呈圓柱形、上部有擋板的氣缸，缸內(nèi)用一極薄的質(zhì)量不計(jì)的活塞封住一定質(zhì)量的氣體。已知缸的內(nèi)部咼度為a，開始時(shí)活塞處在離底部a/2咼度處，此時(shí)外界大5氣壓強(qiáng)p&#

13、176; =10 Pa ,溫度為27乜,若將氣體加熱到427 °C ,a/2 z則此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多大？【例16】如下圖所示，四個(gè)玻璃管均為兩端封閉、水平放置，管內(nèi)空氣都被一段汞柱分隔 成左、右兩部分，按圖中標(biāo)明的條件，汞柱處于靜止?fàn)顟B(tài),升高相同溫度，汞柱會向左移動的是（）按圖中標(biāo)明的條件，讓管內(nèi)空氣abVa : Vb,Ta: TbAVa MJ；二 TbBVa: Vb,TaTbVa WaTCDab【例17】如右圖所示為一種測溫裝置，管內(nèi)汞面的高度x可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由管上的刻度直接讀出。設(shè)管的體積與泡的體積相比可略 去不計(jì)。（1）在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（ 76c

14、mHg）對管進(jìn)行溫度刻度。當(dāng)溫度t =27 C時(shí)，管內(nèi)汞面高度 為=16cm，此高度為27 C的刻度線，為t =0 C時(shí)的刻度線x2為多少厘米？（2） 若大氣壓變成75cmHg,利用該裝置測溫度時(shí)所得示數(shù)為27 C， 對應(yīng)的實(shí)際溫度為多少？知識點(diǎn)六：氣體狀態(tài)變化的圖像一定質(zhì)量的某種理想氣體的等溫過程，等容過程，等壓過程在p-V圖，p-T圖，V-T圖上的圖像分別如下圖所示：V1應(yīng)用上述圖像可以完成圖像的相互轉(zhuǎn)換，可以確定一定質(zhì)量的理想氣體在某確定的過程中，內(nèi)能的變化情況和熱傳遞變化情況，應(yīng)用一定質(zhì)量理想氣體的P-V圖上的等溫線可以比較氣體溫度的高低，在p-T圖上的等容線可以比較氣體的壓強(qiáng)，在V-

15、T圖上的等壓線可以比 較氣體的體積。利用圖像也可以比較兩個(gè)不同質(zhì)量氣體的質(zhì)量?！纠?8】1mol氣體在1atm, 0 C時(shí)，體積為 ，在它從下圖所示 p-V圖中A狀態(tài)沿直線變化到B狀態(tài)的過程中，氣體所達(dá)到的最高溫度是 。【例19】如下圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài) B,在此過程中，氣體的體積如何變化?【例20】如下圖甲所示，實(shí)線表示 1mol的理想氣體發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)的p-V圖線，變化過程是由狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)過B、C、D各狀態(tài)，最后又回到狀態(tài) A，試將這全部過程準(zhǔn)確地畫在 下圖乙所示的 V-T圖中，并在圖像上標(biāo)出對應(yīng)的A、B、C、D四個(gè)狀態(tài)，同時(shí)用箭頭表示出變化方向。44 8 -22

16、 4Q 111112 34 7(27310乙同步練習(xí)：1、試估算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣分子間的距離（只保留一位有效數(shù)字）2、禾U用油膜法可以粗略測出阿伏伽德羅常數(shù)，把密度J =0.8 103kg/m3的某種油用滴管滴出一滴在水面上形成油膜。已知這滴油的體積為 V =0.3 10cm3，形成油膜的面積2為S =0.5m，油的摩爾質(zhì)量 M = 0.1kg / mol。把油膜看成單分子層，每個(gè)分子看做球形，那么（1） 油分子的直徑是多少？（2） 由以上數(shù)據(jù)可粗略測出阿伏伽德羅常數(shù)Na是多少？（保留一位有效數(shù)字）3、有關(guān)布朗運(yùn)動的下列敘述中，正確的是（）A、把碳素墨水滴入清水中，觀察到布朗運(yùn)動，這是碳分子的無

17、規(guī)律運(yùn)動B、布朗運(yùn)動是否顯著與懸浮在液體中的固體顆粒的大小無關(guān)C、布朗運(yùn)動的激烈程度與液體的溫度有關(guān)，顆粒大小一定時(shí)，液體溫度越高，布朗運(yùn)動越 顯著D、布朗運(yùn)動的無規(guī)則反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動的無規(guī)則性4、放在房中的香水，打開瓶塞后，位于房間另一處的人將（）A、立即嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率很大，穿過房間所需要的時(shí)間極短B、過一會兒才能嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率不大，穿過房間需要一段時(shí)間C、過一會兒才能嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率雖大，但由于是無規(guī)則運(yùn)動，且與空氣分 子不斷碰撞，要嗅到足夠多的香水分子必須經(jīng)過一段時(shí)間D、過一會兒才能嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率雖大，但必須有足夠多的香水分子才

18、能引 起嗅覺5、分子間同時(shí)存在著吸引力和排斥力，下列說法正確的是（A、固體分子間的吸引力總是大于排斥力B、分子能充滿任何容器是因?yàn)榉肿娱g的排斥力大于吸引力C、分子間的吸引力和排斥力都隨著分子間距離的增大而減小D、分子間吸引力隨著分子間距離的增大而增大，而排斥力隨分子間距離的增大而減小6、 兩端封閉的玻璃管如右圖所示豎直放置，管內(nèi)有一段汞柱將空氣分隔成上下兩部分，下列判斷中正確的是（）A、當(dāng)它轉(zhuǎn)過90成水平狀態(tài)時(shí)，原下部空氣柱體積會增加B、當(dāng)它豎直向上加速運(yùn)動時(shí)，下部空氣柱體積增大C、當(dāng)它自由下落時(shí)，上部空氣柱體積增大D、當(dāng)它完全浸沒在冰水中后，上部空氣柱體積增大7、一定質(zhì)量的氣體在體積不變的情

19、況下，溫度由 50 C升高到100 C，以下各選項(xiàng)中，正確的是（）A、溫度每升高1 C，壓強(qiáng)增加為原來壓強(qiáng)的1/2 7 3E、氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍C、氣體壓強(qiáng)比原來增加了 50/273D、氣體壓強(qiáng)是原來的 373/323倍8、如圖所示，一只存有空氣的密閉燒瓶，用玻璃管與水銀氣壓計(jì)連接，氣壓計(jì)兩端內(nèi)的水 銀面在同一水平面上，現(xiàn)降低燒瓶內(nèi)空氣的溫度，同時(shí)移動氣壓計(jì)右管，使水銀氣壓計(jì)左管的水銀面保持在原來的水平面上，則表示氣壓計(jì)兩管內(nèi)水銀面高度差h與燒瓶內(nèi)所降低的溫度t之間的關(guān)ABCD9、如右圖所示，玻璃管內(nèi)圭寸閉了一段氣體，氣柱長度為I,管內(nèi)外水銀面高度差為h,若溫度保持不變，把玻璃管稍向上提起

20、一段距離,系圖線是圖中的（）則（）A、h、l均變大C、h變大I變小B、h、I均變小D、h變小I變大10、如下圖所示，一定量理想氣體從狀態(tài) 1變化到狀態(tài)2,再變化到狀態(tài) 3,在這三個(gè)狀態(tài) 中，氣體壓強(qiáng)大小的關(guān)系是 ，氣體體積大小的關(guān)系是 be的延長線通過原da與be平行,ABC為一定質(zhì)量氣體的等A點(diǎn)的溫度為A p/WPa11、一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)經(jīng)歷了如右圖所示的ab、be、cd、da四個(gè)過程，其中點(diǎn)，cd垂直于ab且與水平軸平行，則氣體體積在（）A、ab過程中不斷增加B、be過程中保持不變C、cd過程中不斷增加D、da過程中保持不變12、如右圖所示，直線 容線，由此可知，圖中C，氣體處于B狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)為Pa,在C狀態(tài)時(shí)的溫度為C。14、如右圖所示，一圓形氣缸靜置于地面上，氣缸筒質(zhì)量為 手柄活塞質(zhì)量為 m，活塞橫截面積為 S,大氣壓為p0 ,平衡時(shí)氣 缸內(nèi)容積為 V。設(shè)氣缸足夠大?，F(xiàn)用手握住活塞緩慢上提，氣體溫度保持不變，并不計(jì)氣缸內(nèi)氣體的重力及一切摩擦，那么當(dāng)氣缸剛提離地面時(shí)活塞上升多少距離？15、如圖所示，在粗細(xì)均勻的U形管兩邊灌有水銀,底部有一空氣柱,尺寸如圖所示，單0 C上升到273 C時(shí)，空氣柱長度將位是cm。大氣壓強(qiáng)p0 =70cmHg。當(dāng)溫度由原來的增大到多少?例題答案:1、 ABD25d.0J.02、3.27 10 kg , 1.60