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1、1 第 1 讲 分子动理论 气体及热力学定律 高考统计定方向(教师授课资源)考点 考向 五年考情汇总 1.分子动理论 内能 考向 1.分子动理论 2019全国卷 T33(1)2015全国卷 T33(1)考向 2.内能 2018全国卷 T33(1)2016全国卷 T33(1)2.固体、液体 气体分子的运动特点 考向 1.固体、液体 2015全国卷 T33(1)考向 2.气体分子的运动特点 2019全国卷 T33(1)2019全国卷 T33(1)2017全国卷 T33(1)3.热力学定律 考向 1.热力学定律的理解与应用 2017全国卷 T33(1)2016全国卷 T33(1)考向 2.热力学定律
2、与气体实验定律结合 2018 全国卷 T33(1)2018全国卷 T33(1)2017全国卷 T33(1)2016全国卷 T33(1)4.气体实验定律和理想气体状态方程 考向 1.只涉及一部分气体的问题 2019全国卷 T33(2)2019全国卷 T33(2)2 2018全国卷 T33(2)考向 2.涉及多部分气体相联系的问题 2019全国卷 T33(2)2018全国卷 T33(2)2018全国卷 T33(2)2017全国卷 T33(2)2017全国卷 T33(2)考向 3.气体变质量问题 2017全国卷 T33(2)分子动理论 内能(5 年 4 考)从近五年的高考可以看出，本考点单独考查的机
3、会不多，多数情况下和其它考点综合考查。题型为选择题或填空题，难度不大，复习时应侧重对基本概念和规律的识记和理解。1(2019全国卷T33(1)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是_。实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中纯油酸的体积，可以_。为得到油酸分子的直径，还需测量的物理量是_。解析 由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜。可以用累积法测量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积。油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油膜的面积之比，即 dV
4、S，故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分子层油膜的面积。3 答案 使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜 把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，测出 1 mL 油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积 单分子层油膜的面积 2(2018全国卷T33(1)对于实际的气体，下列说法正确的是_。A气体的内能包括气体分子的重力势能 B气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C气体的内能包括气体整体运动的动能 D气体的体积变化时，其内能可能不变 E气体的内能包括气体分子热运动的动能 BDE 实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响
5、的是气体的分子势能，内能可能不变，所以B、D、E 正确，A、C 错误。3(2016全国卷T33(1)关于气体的内能，下列说法正确的是_。A质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C气体被压缩时，内能可能不变 D一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 CDE 温度相同的气体分子平均动能相同，仅质量相同，分子质量不同的气体，所含分子数不同，气体的动能也不同，所以内能不一定相同，A 项错误；气体的内能与整体运动的机械能无关，B 项错误；理想气体等温压缩过程中，其内能不变，C 项正确；理想气体不考虑分子间
6、相互作用力，分子势能为零，一定量的气体，分子数量一定，温度相同时分子平均动能相同，由于内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，所以 D 项正确；由盖吕萨克定律可知，一定量的理想气体，等压膨胀过程中，温度一定升高，则其内能一定增加，E 项正确。4 教师备选题(2015全国卷)关于扩散现象，下列说法正确的是_。A温度越高，扩散进行得越快 B扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 ACD 扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项 A 正确；扩散现象是由于分子的无规则运动
7、引起的，不是一种化学反应，选项 B 错误，选项 C 正确，选项 E 错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项 D正确。1分子大小(1)阿伏加德罗常数：NA6.021023 mol1。(2)分子体积：V0VmolNA(占有空间的体积)。(3)分子质量：m0MmolNA。(4)油膜法估测分子的直径：dVS。(其中 V 为纯油酸的体积)(如上 T1)2扩散现象和布朗运动(1)扩散现象特点：温度越高，扩散越快。(2)布朗运动特点：(悬浮在)液体内固体微粒做永不停息、无规则的运动，微粒越小，温度越高，运动越剧烈。3分子力 分子间引力与斥力的合力。分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，
8、引力和斥力均增大，但斥力总比引力变化得快。4分子势能 分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间5 距为 r0(分子间的距离为 r0时，分子间作用力的合力为 0)时，分子势能最小。5内能 物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。组成任何物体的分子都在做无规则的热运动，所以任何物体都具有内能。(如上 T2、T3)考向 1 分子动理论 1(2019泰安模拟)下列叙述正确的是_。(填正确答案标号。)A 物质的扩散现象是分子热运动状态总是朝着无序性增大的方向进行的一种表现 B物体温度升高，每个分子的热运动动能都增大 C露珠呈球状是液体表面张力作用的结果 D阿伏加德罗常数为 N
9、A，则密度为、摩尔质量为 M、体积为 1 m3的铜所含原子数为MNA E密闭容器内的理想气体，压强不变而体积增大时，容器器壁单位时间单位面积受到气体分子撞击的次数一定减少 ACE 物质的扩散现象是分子热运动状态总是朝着无序性增大的方向进行的一种表现，故 A 项正确。物体温度升高，分子的热运动平均动能增大，有些分子的热运动动能可能会减小，故 B 项错误。露珠呈球状是液体表面张力作用的结果，故 C 项正确。阿伏加德罗常数为 NA，则密度为、摩尔质量为 M、体积为 1 m3的铜所含原子数为MNA，故 D 项错误。密闭容器内的理想气体，压强不变而体积增大时，温度升高，分子平均动能增大；分子平均动能增大
10、，压强不变，则容器器壁单位时间单位面积受到气体分子撞击的次数一定减少，故E 项正确。2(2018江西联考)下列说法正确的是_。A只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体6 积 B一定温度时，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显 C密封在体积不变的容器中的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力增大 D用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力 E物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大 BCE 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出气体分子所占空间的大小，不能算出气体分子的体积，故 A 错误；颗粒越小、温度越高，布朗运动
11、越明显，故 B 正确；容积一定，当温度升高时，气体分子运动越剧烈，在单位时间内对单位面积的容器壁的撞击次数越多，故 C 正确；用打气筒打气时，里面的气体因体积变小，压强变大，所以再压缩时就费力，与分子之间的斥力无关，故 D 错误；温度是衡量分子平均动能的标志，故 E 正确。考向 2 内能 3(易错题)下列说法正确的是()A气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增大 B已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可算出该气体分子间的平均距离 C空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律 D附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体
12、与固体间表现为浸润 E若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大 BDE 温度是分子平均动能的标志，是大量分子无规则运动的宏观表现，气体温度升高，分子的平均动能增加，分子的平均速率增大，不是每个气体分子运动的速率都增大，故 A 错误；知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可求出每个气体分子平均占据的空间大小，从而能求出分子间的平均距离，故 B7 正确；将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，产生了其他影响，即消耗 了电能，所以不违背热力学第二定律，故 C 错误；附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离时，液体与固体间表现为浸润，故 D 正确；如图所示，若分子间的距离减小，则分子间的引
13、力和斥力均增大，故 E 正确。易错点评：分子力与分子间距离的关系是学生易错点，学生常错误地认为分子间距离增大时，分子力一定减小。4(2019东北三校联考)将分子 a 固定在 x 轴上的 O 点，另一分子 b 由无穷远处只在分子间作用力作用下沿 x 轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是_。A分子 b 在 xx2处时的速度最大 B分子 b 由 xx2处向 xx1处运动的过程中分子力减小 C分子 b 在 xx2处受到的分子力为零 D分子 b 由无穷远处向 xx2处运动的过程中，分子 b 的加速度先增大后减小 E分子 b 可能运动到 xx1的左侧 ACD
14、分子间存在相互作用的引力和斥力，当二者大小相等时两分子的势能最小，故分子 b 在 xx2处受到的分子力为零，C 正确；由能量守恒定律可知，由于分子 b 在 xx2处的分子势能最小，则分子 b 在此处的动能最大，分子 b 在此处的速度最大，A 正确；由于在 xx2处 b 受到的分子力为零，当分子间距离8 小于 x2时，分子力表现为斥力，且随分子间距离的减小，分子力增大，B 错误；分子间距离大于 x2时，分子力表现为引力，分子 b 由无穷远处向 xx2处运动的过程中，分子力先由零增大后来又减小到零，因此分子 b 的加速度先增大后减小，D 正确；因初始时分子 b 的分子势能及分子动能均为零，由能量守
15、恒知，当分子b 运动到 xx1处时，其分子势能为零，故其分子动能也为零，然后分子 b 向 x轴正方向运动，两分子之间的距离增大，因此分子 b 不可能运动到 xx1的左侧，E 错误。固体、液体 气体分子的运动特点(5 年 4 考)从近几年的高考可以看出，晶体的特点、表面张力、气体分子运动的特点等知识点常被考查到，且常和热力学定律综合考查，难度中等偏下，本考点涉及知识点较多，复习时应侧重对知识的记忆和理解。1(2019全国卷T33(1)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体。初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界。现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外
16、界相同。此时，容器中空气的温度_(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度_(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度。解析 由于初始时封闭在容器中的空气的压强大于外界压强，容器和活塞绝热性能良好，容器中空气与外界没有热量交换，容器中的空气推动活塞对外做功，由热力学第一定律可知，空气内能减小。根据理想气体内能只与温度有关可知，活塞缓慢移动后容器中空气的温度降低，即容器中的空气温度低于外界温度。因压强与气体温度和分子的密集程度有关，当容器中的空气压强与外界压强相同时，容器中空气温度小于外界空气温度，故容器中空气的密度大于外界空气密度。9 答案 低于 大于 2(2019全国卷T
17、33(1)如 p-V 图所示，1、2、3 三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是 T1、T2、T3。用 N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数，则 N1_N2，T1_T3，N2_N3。(填“大于”“小于”或“等于”)解析 对一定质量的理想气体，pVT为定值，由 p-V 图象可知，2p1V1p12V1p1V1，所以 T1T3T2。状态 1 与状态 2 时气体体积相同，单位体积内分子数相同，但状态 1 下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数更多，所以 N1N2；状态 2 与状态 3 时气体压强相同，
18、状态 3 下的气体分子平均动能更大，在单位时间内撞击器壁单位面积的平均次数较少，所以N2N3。答案 大于 等于 大于 3(2017全国卷T33(1)氧气分子在 0 和 100 温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是_。A图中两条曲线下面积相等 B图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形 C图中实线对应于氧气分子在 100 时的情形 10 D图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目 E与 0 时相比，100 时氧气分子速率出现在 0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较大 ABC 根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分
19、子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，题图中两条曲线下面积相等，选项 A 正确；题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，选项 B 正确；题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在 100 时的情形，选项 C 正确；根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，选项 D 错误；由分子速率分布图可知，与 0 时相比，100 时氧气分子速率出现在 0400 m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较小，选项 E
20、错误。教师备选题 1(2015全国卷)下列说法正确的是_。A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 BCD 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项 A 错误。单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项 B 正确。例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项
21、C 正确。晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化，如天然水晶是11 晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项 D 正确。熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项 E错误。2(2019江苏卷T13(A)(1)在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体_。A分子的无规则运动停息下来 B每个分子的速度大小均相等 C分子的平均动能保持不变 D分子的密集程度保持不变 (2)由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_(选填“引力”或“斥力”)。分子势能 Ep和分子间距离 r 的
22、关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子 Ep的是图中_(选填“A”“B”或“C”)的位置。解析(1)分子永不停息地做无规则运动，A 错。气体分子之间的碰撞是弹性碰撞，气体分子在频繁的碰撞中速度变化，每个分子的速度不断变化，B 错。理想气体静置足够长的时间后达到热平衡，气体的温度不变，分子的平均动能不变，C 对。气体体积不变，则分子的密集程度保持不变，D 对。(2)水滴表面层使水滴具有收缩的趋势，因此水滴表面层中，水分子之间的作用力为引力；水分子之间，引力和斥力相等时，分子间距rr0，分子势能最小；当分子间表现为引力时，分子间距离 rr0，因此，小水滴表面层中水分子Ep对应于位置 C
23、。答案(1)CD(2)引力 C 12 1固体和液体(1)晶体和非晶体 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 形状 规则 不规则 不规则 熔点 固定 固定 不固定 特性 各向异性 各向同性 各向同性(2)液晶的性质 液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学性质上表现出各向异性。(3)液体的表面张力 使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切。(4)饱和汽压的特点 液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。(5)相对湿度 某温度时空气中水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的百分比，即：Bpps100%。2气体状态参量
24、 3气体分子运动特点 13 考向 1 固体、液体 1(2019济南质检)以下说法正确的是()A气体对外做功，其内能可能增加 B分子势能可能随分子间距离的增加而增加 C烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 D热量不可能从低温物体传到高温物体 E在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 ABE 根据热力学第一定律可知，做功和热传递都可以改变物体的内能，气体对外做功，若同时吸收一定的热量，其内能可能增加，A 正确；当分子力表现为引力且分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，B 正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的
25、蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，C 错误；根据热力学第二定律可知，在一定的条件下热量可能从低温物体传到高温物体，如空调制冷，D 错误；根据晶体的特点可知，在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，把晶体硫加热熔化(温度超过 300)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，E 正确。2(易错题)下列说法正确的是()A当液体与大气接触时，液体表面层分子的势能比液体内部分子的大 B表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球的表面积最小 C若已知某物质的摩尔质量和密度，则可求
26、出阿伏加德罗常数 D气体温度升高时，气体所有分子的速率均增大 E液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点 14 ABE 当液体与大气接触时，液体表面层分子的间距大于液体内部分子的间距，所以液体表面层分子的势能比液体内部分子的大，A 正确；根据表面张力的特点知，B 正确；已知物质的摩尔质量和密度可以求出该物质的摩尔体积，但是不知该物质的分子质量或分子体积，因此无法求出阿伏加德罗常数，C 错误；气体温度升高时，分子热运动的平均动能增大，但并非所有分子的速率都增大，D 错误；液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的特点，E 正确。易错点评：表面张力属于分子力，学生易错把表面张力理解为液体对物体的弹力
27、。3下列说法正确的是_。A浸润和不浸润是分子力作用的表现 B相对湿度是 100%，表明在当时的温度下，空气中水蒸气已达到饱和状态 C温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大 D干湿泡湿度计的干泡与湿泡的示数差越小，相对湿度越大 E水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂可以使水的表面张力增大 ABD 浸润和不浸润是分子力作用的表现，A 正确；相对湿度为 100%，说明在当时的温度下，空气中所含水蒸气的实际压强已达到饱和汽压，B 正确；温度一定时，同种液体的饱和汽压与饱和汽的体积无关，C 错误；干湿泡湿度计的干泡与湿泡的示数差越小，空气越潮湿，相对湿度越大，D
28、 正确；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，E 错误。考向 2 气体分子的运动特点 4(原创题)下列说法正确的是_。A当液体与大气接触时，液体表面层分子的势能比液体内部分子的要大 15 B物体的温度为 0 时，物体的分子平均动能为零 C气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多 D密封的容积不变的容器内的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大 E一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体的压强一定增大 ACD 当液体与大气接触时，液体表面分子
29、间的距离大于液体内部分子间的距离，分子表现为引力，分子势能随分子距离的增大而增大，所以液体表面的分子有更大的分子势能，故 A 正确；物体温度为零时，分子仍然在做无规则的运动，分子动能不为零，故 B 项错误；气体体积不变时，温度越高，平均动能就越大，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，故 C 正确；密封的容积不变的容器内的气体，若温度升高，分子平均动能增大，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大，故 D 正确；一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，根据热力学第一定律知气体一定对外做功，气体体积增大，则在该过程中气体的压强一定减小，故 E 错误。5(201
30、9湖北八校一联)下列说法正确的是_。A根据阿伏加德罗常数和标准状态下氧气的摩尔体积，可计算出每个氧分子的实际体积 B在液体表面层，由于分子间的距离大于分子力为零时的距离r0，因此分子间的作用表现为相互吸引 C一种物质，温度升高时，则所有分子的热运动加剧，分子热运动的平均动能增加 D在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的 E一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 BDE 根据阿伏加德罗常数和标准状态下氧气的摩尔体积，所算出来的是16 每个氧分子所在空间的体积，A 错误；在液体表面层，由于分子间的距离大于分子力为零时的距离 r0，因此分子间的作用表现为相
31、互吸引，B 正确；温度升高，分子平均动能增大，但不一定是所有分子的热运动都加剧，可能有的分子的运动速率减小，C 错误；在一定温度下，饱和汽的分子数密度一定，饱和汽的压强也是一定的，D 正确；热力学第二定律可表述为：一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，E 正确。热力学定律(5 年 6 考)近几年高考对热力学定律的单独考查较少，较多的是把热力学定律和分子动理论，固体和液体的性质、气体实验定律等综合起来考查，题型有选择或计算，难度中等，复习时要侧重对规律的理解和应用。1(2018全国卷T33(1)如图所示，一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历过程、到达状态 e。对此气体，下列说
32、法正确的是_。A过程中气体的压强逐渐减小 B过程中气体对外界做正功 C过程中气体从外界吸收了热量 D状态 c、d 的内能相等 E状态 d 的压强比状态 b 的压强小 BDE 由理想气体状态方程paVaTapbVbTb可知，pbpa，即过程中气体的压强逐渐增大，选项 A 错误；由于过程中气体体积增大，所以过程中气体对17 外做功，选项 B 正确；过程中气体体积不变，气体对外做功为零，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律，过程中气体放出热量，选项 C 错误；由于状态 c、d 的温度相等，理想气体的内能只与温度有关，可知状态 c、d 的内能相等，选项 D 正确；由理想气体状态方程pdVdTdpbV
33、bTb并结合题图可知，状态 d 的压强比状态 b 的压强小，选项 E 正确。2(2018全国卷T33(1)如图所示，一定量的理想气体从状态 a 变化到状态b，其过程如 p-V 图中从 a 到 b 的直线所示。在此过程中_。A气体温度一直降低 B气体内能一直增加 C气体一直对外做功 D气体一直从外界吸热 E气体吸收的热量一直全部用于对外做功 BCD 一定量的理想气体从 a 到 b 的过程，由理想气体状态方程paVaTapbVbTb可知，TbTa，即气体的温度一直升高，选项 A 错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项 B 正确；由于从 a 到 b 的过程中气体的体积增大
34、，所以气体一直对外做功，选项 C 正确；根据热力学第一定律，从 a 到 b 的过程中，气体一直从外界吸热，选项 D 正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选项 E 错误。3(2017全国卷T33(1)如图所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法正确的是_。18 A气体自发扩散前后内能相同 B气体在被压缩的过程中内能增大 C在自发扩散过程中，气体对外界做功 D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E气体在被压缩的
35、过程中，气体分子的平均动能不变 ABD 抽开隔板，气体自发扩散过程中，气体对外界不做功，与外界没有热交换，因此气体的内能不变，A 项正确，C 项错误；气体在被压缩的过程中，外界对气体做正功，D 项正确；由于气体与外界没有热交换，根据热力学第一定律可知，气体在被压缩的过程中内能增大，因此气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，B 项正确，E 项错误。教师备选题 1.(2017全国卷)如图所示，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态 c，最后经等压过程 ca 回到状态 a。下列说法正确的是_。A在过程 ab 中气体的内能增加 B在过程
36、ca 中外界对气体做功 C在过程 ab 中气体对外界做功 D在过程 bc 中气体从外界吸收热量 E在过程 ca 中气体从外界吸收热量 ABD ab 过程，气体压强增大，体积不变，则温度升高，内能增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外界不做功，C 项错误；一定质量的理想19 气体内能仅由温度决定，bc 过程发生等温变化，内能不变，bc 过程，气体体积增大，气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，D 项正确；ca 过程发生等压变化，气体体积减小，外界对气体做正功，B 项正确；ca 过程，气体温度降低，内能减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放热，E
37、项错误。2(2016全国卷)关于热力学定律，下列说法正确的是()A气体吸热后温度一定升高 B对气体做功可以改变其内能 C理想气体等压膨胀过程一定放热 D热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 BDE 根据热力学第一定律，气体吸热的同时若对外做功，则内能不一定增大，温度不一定升高，选项 A 错误。对气体做功可以改变其内能，选项 B 正确。理想气体等压膨胀过程，对外做功，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，内能增大，故气体一定吸热，选项 C 错误。根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体
38、，选项 D 正确。根据热平衡定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，选项 E 正确。3.(2016全国卷)一定量的理想气体从状态 a 开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da 回到原状态，其 p-T 图象如图所示，其中对角线 ac 的延长线过原点 O。下列判断正确的是()A气体在 a、c 两状态的体积相等 20 B气体在状态 a 时的内能大于它在状态 c 时的内能 C在过程 cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D在过程 da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E在过程 bc 中外界对气体做的功等于在过程 da
39、 中气体对外界做的功 ABE 由pVTC 可知，p-T 图象中过原点的一条倾斜的直线是等容线，A项正确；气体从状态 c 到状态 d 的过程温度不变，内能不变，从状态 d 到状态 a的过程温度升高，内能增加，B 项正确；由于过程 cd 中气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外放出的热量等于外界对气体做的功，C 项错误；在过程 da 中气体内能增加，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，D项错误；过程 bc 中，外界对气体做的功 Wbcpb(VbVc)pbVbpcVc，过程 da中气体对外界做的功 Wdapd(VaVd)paVapdVd，由于 pbVbpaVa，pcVcpdVd，因此
40、过程 bc 中外界对气体做的功与过程 da 中气体对外界做的功相等，E项正确。1对热力学第一定律的理解(1)改变物体内能的方式有两种，只知道一种改变方式是无法确定内能变化的。(2)热力学第一定律 UQW 中 W 和 Q 的符号可以这样确定：只要此项改变对内能增加有正贡献的即为正。2对热力学第二定律的理解 热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热库吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。考向 1 热力学定律的理解与应用 1(2019河北五校联考)关于热力学定律，下列说法中正确的是_。21 A对某物体做功，一定能使该物体的内能增加 B可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 C理想
41、气体的等压膨胀过程一定吸热 D热量不可能从低温物体传递到高温物体 E一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行 BCE 由热力学第一定律 UWQ 可知，选项 A 错误。热力学第二定律的开尔文表述为：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。由此可知，在产生其他影响的情况下，可以从单一热源吸收热量使之完全变为功，选项 B 正确。理想气体在等压膨胀过程中，由盖吕萨克定律可知，气体的温度一定升高，内能一定增加，由热力学第一定律 UWQ 可知，由于气体膨胀对外做功，W0，所以气体一定吸热，选项 C 正确。热力学第二定律的克劳修斯表述为：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，
42、选项D 错误。一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，这是热力学第二定律的微观意义，选项 E 正确。2.如图是密闭的汽缸，外力推动活塞压缩气体，对缸内气体做功 200 J，同时气体向外界放热 100 J，则缸内气体的温度将_(选填“升高”“降低”或“不变”)、内能将_(填“增加”“减少”)_J。解析 由题意可知：W200 J，Q100 J，由热力学第一定律得：UWQ200 J100 J100 J0，气体内能增加，温度升高，内能增加 100 J。答案 升高 增加 100 J 考向 2 热力学定律与气体实验定律结合 22 3(2019山西太原三模)如图所示，在斯特林循环的 p-V 图
43、象中，一定质量理想气体从状态 a 依次经过状态 b、c 和 d 后再回到状态 a，整个过程由两个等温和两个等容过程组成。下列说法正确的是_。A从 a 到 b，气体的温度一直升高 B从 b 到 c，气体与外界无热量交换 C从 c 到 d，气体对外放热 D从 d 到 a，单位体积中的气体分子数目增大 E从 b 到 c 气体吸收的热量与从 d 到 a 气体放出的热量相同 ACD 从 a 到 b，体积不变，压强增大，温度一直升高，A 正确；从 b 到 c，温度不变，内能不变，压强减小，体积增大，对外做功，气体从外界吸收热量，B 错误；从 c 到 d，体积不变，压强减小，温度降低，内能减小，气体对外放热
44、，C 正确；从 d 到 a，温度不变，压强增大，体积减小，单位体积中的气体分子数目增大，D 正确；从 b 到 c 气体吸收的热量等于气体对外做的功，从 d 到 a 气体放出的热量等于外界对气体做的功，两个过程体积变化相同，但压强不同，做的功不同，所以从 b 到 c 气体吸收的热量与从 d 到 a 气体放出的热量不同，E 错误。故选 A、C、D。4(易错题)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是_。A该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变 B该气体在压强增大的过程中，一定吸热 C该气体被压缩的过程中，内能可能减少 D该气体经等温压缩后，其压强一定增大，且此过程一定放出热量 E如果该气体与外界
45、没有发生热量交换，则其分子的平均动能一定不变 ACD 根据pVTC 可知该气体在体积缓慢增大的过程中，温度可能不变，23 选项 A 正确；该气体在压强增大的过程中，温度的变化和体积的变化都不能确定，则不能判断气体是否吸热，选项 B 错误；该气体被压缩的过程中，外界对气体做功，若气体放热，则内能可能减少，选项 C 正确；根据pVTC 可知该气体经等温压缩后，其压强一定增大，因温度不变，内能不变，外界对气体做功，则此过程一定放出热量，选项 D 正确；如果该气体与外界没有发生热量交换，但外界可能对气体做功或者气体对外做功，气体的内能可能会变化，则其分子的平均动能不一定不变，选项E 错误。易错点评：理
46、想气体的内能与体积和压强无关，只有温度变化时，气体内能才会变化，学生对此往往认识不清。气体实验定律和理想气体状态方程(5 年 9 考)气体实验定律是历年高考必考的考点，考查的题型一般为计算题，有时与热力学定律结合，以选择题或填空题的形式出现，难度中等。1(2019全国卷T33(2)热等静压设备广泛应用于材料加工中。该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为 0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将 10 瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩
47、气的容积为3.2102 m3，使用前瓶中气体压强为 1.5107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0106 Pa；室温温度为 27。氩气可视为理想气体。()求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；()将压入氩气后的炉腔加热到 1 227，求此时炉腔中气体的压强。解析()设初始时每瓶气体的体积为 V0，压强为 p0；使用后气瓶中剩余24 气体的压强为 p1。假设体积为 V0，压强为 p0的气体压强变为 p1时，其体积膨胀为 V1。由玻意耳定律 p0V0p1V1 被压入炉腔的气体在室温和p1条件下的体积为 V1V1V0 设 10 瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p2，体积为 V2。由玻意耳定律p
48、2V210p1V1 联立式并代入题给数据得 p23.2107 Pa。()设加热前炉腔的温度为 T0，加热后炉腔温度为 T1，气体压强为 p3。由查理定律p3T1p2T0 联立式并代入题给数据得 p31.6108 Pa。答案()3.2107 Pa()1.6108 Pa 2(2019全国卷T33(2)如图所示，一容器由横截面积分别为 2S 和 S 的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑。整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体积分别为 p0和 V0，氢气的体积为 2V0，空气的压强为 p。现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中
49、氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：()抽气前氢气的压强；()抽气后氢气的压强和体积。解析()设抽气前氢气的压强为 p10，根据力的平衡条件得 25(p10p)2S(p0p)S 得 p1012(p0p)。()设抽气后氢气的压强和体积分别为 p1和 V1，氮气的压强和体积分别为p2和 V2。根据力的平衡条件有 p2Sp12S 由玻意耳定律得 p1V1p102V0 p2V2p0V0 由于两活塞用刚性杆连接，故V12V02(V0V2)联立式解得 p112p014p V14p0pV02p0p。答案()12(p0p)()12p014p 4p0pV02p0p 3(2019全国卷T33
50、(2)如图所示，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为 2.0 cm 的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为 2.0 cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为 76 cmHg，环境温度为 296 K。26()求细管的长度；()若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。解析()设细管的长度为 L，横截面的面积为 S，水银柱高度为 h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为 h1，被密封气体的体积为 V，压强为 p；细管倒置时，气体体积为