山东省高密市第三中学高中物理 8.3理想气体状态方程练习（创新班无答案）新人教版选修33.doc

高二物理理想气 体状态方程练习一、选择1.一定质量的理想气体，从初态(p1，v1，t1)变化到终态(p2，v2，t2)，下列各量关系中不可能实现的应为( )a.p1p2，v1v2，t1t2 b.p1p2，v1v2，t1t2c.p1p2，v1v2，t1t2d.p1p2，v1v2，t1t22.对一定质量的理想气体，在下列各种过程中，可能发生的过程是：( )a.气体膨胀对外做功，温度升高b.气体吸热，温度降低c.气体放热，压强增大d.气体放热，温度不变3.如图13.3-8所示，a、b两点表示一定质量的理想气体的两个状态，当气体自状态a变化到状态b时( )a.体积必须变大b.有可能经过体积减小的过程c.外界必然对气体做正功d.气体必然从外界吸热4.如下图所示，能反映理想气体经历了等温变化等容变化等压变化，又回到原来状态的图是( )5.一汽泡以30m深的海底升到水面，设水底温度是4，水面温度是15，那么汽泡在水面的体积约是水底时( )a.3倍 b.4倍c.5倍 d.12倍6.如下图甲所示，p-t图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在p-v图上(下图 (乙)所示)的图线应为( ) 甲 乙7.一定量气体可经不同的过程以状态(p1、v1、t1)变到状态(p2、v2、t2)，已知t2t1.则在这些过程中( )a.气体一定都从外界吸收热量b.气体和外界交换的热量都是相等的c.外界对气体所做的功都是相等的d.气体内能间变化量都是相等的8.如下图所示，密封的圆柱形容器中盛有27，压强为1atm的空气，容器中间用两个绝热但能自由活动的活塞隔成体积相等的三个部分.将a部分加热到227，c部分加热到327，b部分温度不变.平衡后，a、b、c三部分体积之比为.【素质优化训练】1.如图所示，水平放置的密封气缸的活塞被很细的弹簧拉住，气缸内密封一定质量的气体.当缸内气体温度为27，弹簧的长度为30cm时，气缸内气体压强为缸外大气压的1.2倍.当缸内气体温度升高到127时，弹簧的长度为36cm.求弹簧的原长?(不计活塞与缸壁的摩擦)4.如图的容器内有少量红磷，充满氯气升温至400k，气体体积为1l.在恒温下充分反应.(1)写出可能发生的化学反应的化学方程式，并说明反应现象.(2)现测量容器内除存在氯气外，还有气态pcl3和气态pcl5，请写出这时容器中反应的化学方程式.(3)若容器内气体的体积已变为0.75l，气态pcl3和气态pcl5的物质的量相等，求此时氯气的转化率.(4)若升温至800k，氯气的转化率为45%，求这时容器中气体总体积.【生活实际运用】如下图所示，一圆柱形气缸直立在水平地面上，内有质量不计的可上下移动的活塞，在距缸底高为2h0的缸口处有固定的卡环；使活塞不会从气缸中顶出，气缸壁和活塞都是不导热的，它们之间没有摩擦.活塞下方距缸底高为h0处还有一固定的可导热的隔板，将容器分为a、b两部分，a、b中各封闭同种的理想气体，开始时a、b中气体的温度均为27，压强等于外界大气压强p0，活塞距气缸底的高度为1.6h0，现通过b中的电热丝缓慢加热，试求：(1)当b中气体的压强为1.5p0时，活塞距缸底的高度是多少?(2)当a中气体的压强为1.5p0时，b中气体的温度是多少?【知识验证实验】1.内容 实验室内备有米尺、天平、量筒、温度计、气压计等器材，需选取哪几件最必备的器材，测量哪几个数据，即可根据物理常数表和气体定律估算出教室内现有的空气分子数?2.提示 选取米尺、温度计、气压计三件器材用米尺测出教室的长、宽、高，算出体积v；用温度计测出室温，设为t；用气压计测出大气压，设为p对教室内质量为m的空气变化到标准状态下有= (p0=1atm,t0=273k)v=v教室内空气分子数n=n0(v0=22.410-3m3,n0=6.021023) =n0【知识探究学习】1.内容 如图所示，内径均匀的u型细玻璃管一端开口，竖直放置，开口端与一个容积很大的贮气缸b连通，封闭端由水银封闭一段空气a，已知-23时空气柱a长62cm，右管水银面比左管水银面低40cm，当气温上升到27时，水银面高度差变化4cm，b贮气缸左侧连接的细管的体积变化不计.(1)试论证当气温上升到27时，水银面高度差是增大4cm还是减小4cn?(2)求-23时贮气缸b中气体的压强.2.提示 (1)假设水银柱不动，由查理定律得= p=t 显然在t、t1相同情况下，初始压强p1越大，升高相同温度时，压强的增量越大，而初始状态时，papb，所以papb，则a中水银上升，水银面高度差增大(2)设-23时，b中气体压强为pb，对a中理想气体有=，即=对b中气体有= 由得pb=140cmhg参考答案：【同步达纲练习】1.bd 2.abcd3.abd (提示：连接oa、ob得到两条等容线，故有vbva，a项正确.由于没有限制自状态a变化到状态b的过程，所以可先减小气体的体积再增大气体的体积到b状态，故b项正确.因为气体体积增大，所以是气体对外做功，c项错误.因为气体对外界做功，而气体的温度升高，内能增大，所以气体一定从外界吸热，d项正确.)4.a5.b (提示：对气泡内的气体，在水底时有p1=p0+p0=4atm,t1=277k，在水面时p2=1atm,t2=288k,则=，得=4)6.c (提示：由图 (甲)的p-t图像可以看出，ab为等容升压，bc是等温降压，而在图中的四个图中能同时满足这一条件及先后顺序的只有c图)7.d (提示：在p-v图中，分别作两条与温度t1、t2对应的等温线t1、t2，如下图所示，设气体从状态a经不同的过程ab、ac、ad到达b、c、d状态，(b、c、d在温度为t2的等温线上，a在温度为t1的等温线上)若由ab，从图中看出气体压缩，外界对气体做的功若大于气体内能的增加，则气体向外放热，所以a项错误；若由ad，由图可见气体等压膨胀，气体内能增加的同时，还需对外做功，所以吸收的热量肯定比从ac(ac，气体等容升压)多.因为从ac气体不对外做功，故b、c项也是错误的.理想气体的内能只与温度有关，气体从状态(p1、v1、t1)不管经什么过程到状态(p2、v2、t2)其温度的变化量相等，内能的变化量也相等，故d项正确.)8.536 (提示：对a中气体有=，b中气体=，c中气体=)9.设l1、l2是开始时，a、b推杆作用于杠杆的推力的力臂.由力矩平衡得(pa-p0)l1=(pb-p0)l2，l1=2l2设va为末态气缸a中气体的体积，由几何关系可知=，解得：va=1.20升设为末态气缸b中的压强，由气态方程得=，解得pb=1.45105pa设pa为末态气缸中压强，由力矩平衡得(pa-p0)l1=(pb-p0)l2，解得pa=1.23105pa设ta为末态气缸a的温度，由气态方程=，得ta=402.5k【素质优化训练】1.21cm (提示：设弹簧原长为l，活塞截面积为s，弹簧劲度系数为k，由题意得=，1.2p0s=p0s+k(0.3-l)，ps=p0s+k(0.36-l)，由得l)2.h (提示：设活塞截面积为s，弹簧劲度系数为k，由题意得：=，kh=ps，kh=ps，由得h)3.540k (提示：设气体最初温度为t0，则活塞刚离开卡环时温度为t0+t，设气柱高为h1时温度为t1，高为h2时温度为t2.由等压升温过程得：=，联系初态和终态的气态方程得：=，利用t1=t2由解得：t2=t，代入数据得：t2=540k.)4.(1)2p+3cl22pcl3；pcl3+cl2=pcl5 (2)pcl3+cl2pcl5+q (3)设生成pcl3的体积为v，运用伏加德罗定律和原子守恒定律.求出反应中消耗cl2的体积为4v1(1l-4v)+v+v=0.75l,v=0.125l；cl2的转化率=100%=50% (4)据题意，温度升高后，又有1l0.05=0.05l.cl2生成. pcl3 + cl2 pcl5升温后(0.125+0.05)l. (0.5+0.05)l (0.125-0.05)lv总=(0.125+0.05)l+(0.5+0.05)l+(0.125-0.05)l=0.8l(末考虑温度对气体体积的影响) 没400k时的压强、温度、气体体积为p1、t1、v1、800k时为p2、t2、v2.根据气体定律知：=,v2=，因为p1=p2,= =2，所以v2=2v1=0.8l2=1.6l.【生活实际运用】(1)b中气体