1、专题14 理想气体状态方程【母题来源一】 2017年新课标卷【母题原题】如图，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_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A在过程ab中气体的内能增加B在过程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【答案】ABD【名师点睛】本题考查了理想气体的三种特殊状态变化，等容变化、等压变化和等温变化，考查了其中气体与外界的能量交换情况及热力
2、学第一定律，解题时要分析清楚图象，根据理想气体状态方程与热力学第一定律解题。【母题来源二】 2017年新课标卷【母题原题】如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽略）。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1。已知室温为27 ，汽缸导热。（i）打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；（ii）接着打开K3，求稳定时活塞的位置；（iii）再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高20 ，求此时活塞下方气体的
3、压强。【答案】（i）V/2 2p0 （i i ） 顶部 （i i i） 1.6 p0（ii）打开K3后，由式知，活塞必定上升。设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2（）时，活塞下气体压强为p2，由玻意耳定律得由式得由式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止；此时p2为（iii）设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1=300 K升高到T2=320 K的等容过程中，由查理定律得将有关数据代入式得p3=1.6p0【名师点睛】本题重点考查理想气体的状态方程，在分析的时候注意，气缸导热，即第一个过程为等温变化，审题的时候注意关键字眼。【命题意图】 以图象的形式呈现气体参量的变化，考查气体实
4、验定律和理想气体状态方程，意在考查考生的理解能力。【考试方向】 选修33模块包含的考点较为固定，命题重点主要集中在分子动理论、热力学定律和气体实验定律的理解和应用等方面。对气体状态变化的考查一般涉及气体多个变化过程，每一过程只发生一种变化，如先发生等压变化，再发生等容变化。【得分要点】 理解气体实验定律和理想气体状态方程：玻意耳定律：一定质量的理想气体，在温度不变的情况下，p1V1=p2V2。查理定律：一定质量的气体，在体积不变的情况下，。盖吕萨克定律：一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，。理想气体状态方程：对于一定质量的理想气体，。应用气体状态方程解题的一般步骤：明确研究对象，即某一定质
5、量的理想气体；确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；由状态方程列式求解；讨论结果的合理性。【母题1】下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 小雨滴呈现球形是水的表面张力作用的结果B. 给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力C. 干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远D. 常见的金属都是非晶体E. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性【答案】ACED、常见的金属都是多晶体，D错误；E、液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质
6、与某些晶体相似，具有各向异性，E正确；故选ACE。【母题2】下列说法中正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低B. 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加E. 气体在等压膨胀过程中温度一定升高【答案】ABE【母题3】下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A
7、. 机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能B. 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，它们的分子势能先减小后增加C. 已知气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增加D. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力E. 单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减小，气体的压强一定减小【答案】BCD【解析】机械能能全部转化为内能，内能无法全部用来做功从而转化成机械能，选项A错误； 将两个分子由距离极近移动到相距无穷远的过程中，分子力先做正功，后做负功，它们的分子势能先减小
8、后增加，选项B正确；气体分子间的作用力表现为引力，若气体等温膨胀，气体对外做功，分子引力对分子做负功，分子势能增加，而温度不变则分子平均动能不变，故内能增加，故C正确；液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体表面分子间的作用表现为相互吸引，即存在表面张力，选项D正确；气体的压强与单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数以及分子对器壁的平均撞击力有关，若温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数减少，气体的压强不一定减小故E错误故选BCD.点睛：本题重点是C，分子的内能与分子动能和势能有关，而动能由温度决定，分子势能的变化要看分子力做功
9、的正负.【母题4】关于一定量的气体，下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低B气体的体积指的是该气体分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和C在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D气体从外界吸收热量，其内能一定增加E气体在等压膨胀过程中温度一定升高【答案】ABE【母题5】下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A晶体的导热性能一定是各向异性B封闭气体的压强仅与
10、分子的密集程度有关C夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发D虽然大量分子做无规划运动，速率有大有小，但分子的速率却按一定的规律分布E.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势【答案】CDE【解析】单晶体的导热性能一定是各向异性，多晶体的导热性能是各向同性的，选项A错误；封闭气体的压强与分子的密集程度和气体分子的平均速率有关，选项B错误；夏季天旱时，给庄稼松土是为了破坏土壤中的毛细管，防止水分蒸发，选项C正确；虽然大量分子做无规划运动，速率有大有小，但分子的速率却按一定的规律分布，选项D正确；由于液体表面分子间距离大于
11、液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，选项E正确；故选CDE.【母题6】关于一定量的气体，下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，而不是该气体所有分子体积之和B. 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低C. 在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零D. 气体从外界吸收热量，其内能一定增加E. 气体在等压膨胀过程中温度一定升高.【答案】ABE点睛：气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，温度高体分子
12、热运动就剧烈，分子运动不停息，气体对容器壁的压强不为零，做功也可以改变物体的内能。【母题7】下列图象的描述和判断正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 图l中，一定质量的某种气体，若不计分子势能，气体在状态时具有的内能较大B. 图2中，若甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，则交点E的横坐标B点代表乙分子到达该点时分子力为零，分子势能最小C. 图3中，在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压，且水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大D. 图4中，由A经B到C的过程，气体对外做
13、功小于由A经D到C的过程E. 图5中，通过观察蜂蜡在玻璃片和云母片上熔化区域形状的不同，可以得出晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的【答案】BDE【解析】A、高温时速率大的分子占比更多，由图1可知状态时温度高，故不计分子势能，气体在状态时具有的内能较小，故选项A错误；B、由图2可知，虚线a随分子间距离变化较快，则虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E的横坐标代表引力与斥力大小相等，乙分子到达该点时，分子力为零，分子势能最小，故选项B正确；C、在实际问题中，水面上方含有水分子，空气中的其他分子，但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分汽压，且水的饱和
14、汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大，故选项C错误；D、对图4由A经B到C的过程，气体对外做功为W1=PAV，由A经D到C的过程，气体对外做功为W2=PcV，由于PcPA，故W2W1，故选项D正确；E、晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，同时在晶体中只有单晶体具有各向异性，而非晶体具有各向同性，因此图5中蜂蜡熔化区域形状不同，从而得出结论是晶体的物理性质是各向异性的或晶体在不同方向上的物理性质是不同的，故选项E正确。【母题8】下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 不可能使热量从低温物体传向高温
15、物体B. 外界对物体做功，物体内能可能减少C. 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大E. 一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能可能减小【答案】BDE【母题9】下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A液体的表面层内分子分布比较稀疏，分子间表现为引力B空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿C布朗运动是指悬浮在液体中的小颗粒中的分子运动D非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性E当分子间作用力表现为斥力时
16、，分子势能随分子间距离的减小而增大【答案】ABE【解析】液体的表面层内分子分布比较稀疏，分子间表现为引力，选项A正确；空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，选项B正确；布朗运动是指悬浮在液体中的小颗粒的运动，选项C错误；非晶体的物理性质各向同性，单晶体的物理性质都是各向异性，选项D错误；当分子间作用力表现为斥力时，分子间距变小时，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项E正确；故选ABE.【母题10】下列说法正确的是_（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。A. 布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动B. 液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离C. 扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生D. 随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小E. 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【答案】BDE
