理想气体状态方程

理想气体状态方程

【同步达纲练习】

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.P1＞P2，V1＞V2，T1＞T2

B.P1＞P2，V1＞V2，T1＜T2

C.P1＜P2，V1＞V2，T1＜T2

D.P1＜P2，V1＜V2，T1＞T2

2.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T2＞T1.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.

9.如下图所示，A、B是两截面积相同的气缸，放在水平地面上，活塞可无摩擦地上、下移动.活塞上固定一细的刚性推杆，顶在一可绕水平固定轴O自由旋转的杠杆MN上，接触点光滑.活塞(连推杆)、杠杆的质量均可忽略，开始时，A和B中气体压强为P A=1.10×105Pa 和P B=1.20×105Pa，体积均为V0=1.00L，温度均为T0=300K，杠杆处于水平位置，设大气压强始终P0=1.00×105Pa，当气缸B中气体的温度T B变为400K，体积V B=1.10L时，求气缸A 中气体温度.

【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)

2.如图所示，在圆筒形真空容器内，弹簧下挂一重量可忽略的活塞.当弹簧自然伸长时，活塞刚好触及容器底部.如果活塞下充入一定质量的温度为T的某种气体，则气柱高度为h.问气体温度升高到T′时，气柱的高度h′是多少?(设活塞不漏气，且与器壁无摩擦)

3.一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立筒形气缸内，活塞上堆放着铁砂，如图所示，最初活塞搁置在气缸内壁的卡环上，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强P0，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了△T=60K时，活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升，继续加热直到气柱高度为H1=1.5H0.此后在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度变为H2=1.8H0.求此时气体的温度.(不计活塞与气缸之间的摩擦)

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PCl 3和气态PCl 5，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PCl 3和气态PCl 5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2H 0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H 0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P 0，活塞距气缸底的高度为1.6H 0，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1.5P 0时，活塞距缸底的高度是多少?

(2)当A 中气体的压强为1.5P 0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 ①选取米尺、温度计、气压计三件器材

②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

③对教室内质量为m 的空气变化到标准状态下有T

PV =00'T V P (P 0=1atm,T 0=273K)

∴V ′=00

TP P T V ④教室内空气分子数

N=0

'V V N 0(V 0=22.4×10-3m 3,N 0=6.02×1023) =

000V TP PV T N 0

【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11T P =22T P =T P △△ ∴△P=1

1T P △T 显然在△T 、T 1相同情况下，初始压强P 1越大，升高相同温度时，压强的增量越大，而初始状态时，P A ＜P B ，所以△P A ＜△P B ，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P B ，对A 中理想气体有A A A T L P ='

''A A A T L P ，即25062)40(⨯-B P =300

62)40'(⨯-B P ① 对B 中气体有250B P =300

'B P ② 由①②得P B =140cmHg