高二物理理想气体状态方程练习

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1、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.

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、=，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

11、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

12、. (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中气体做等容变化，由查理定律得=，求得压强为1.5P0时气体的温度TB=450KA中气体做等压变化，由于隔板导热，A、B中气体温度相等，A中气体温度也为450K，对A中气体有=,VA=VA=VA=0.9H0S，活塞距离缸底的高度为1.9H0.(2)当A中气体压强为1.5P0，活塞将顶在卡环处对A中气体有=,得TA=TA=750K，则B中气体温度也为750K.