Question

（2012?鹽城三模）（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是

AD

．
A．小昆蟲水黽可以站在水面上是由于液體表面張力的緣故
B．懸浮在水中的花粉顆粒運(yùn)動(dòng)不是因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊�，而是由于花粉自發(fā)的運(yùn)動(dòng)
C．物體的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，物體內(nèi)能可以為零
D．天然水晶是晶體，但水晶熔化后再凝固就是非晶體
（2）一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的A→B、B→C、C→A三個(gè)變化過程，設(shè)氣體在狀態(tài)A、B時(shí)的溫度分別為T_A和T_B，已知T_A=300K，則T_B=

300

K；氣體從C→A的過程中做功為100J，同時(shí)吸熱250J，則此過程中氣體內(nèi)能是增加了

150

J．
（3）氫能是環(huán)保能源，常溫水中用氧化鈦晶體和鉑黑作電極，在太陽光照射下分解水可以從兩電極上分別獲得氫氣和氧氣．已知1mol的水分解可得到1mol氫氣，1mol氫氣完全燃燒可以放出2.858×10⁵J的能量，阿伏伽德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1，水的摩爾質(zhì)量為1.8×10^-2 kg/mol 求：
①1g水分解后得到氫氣分子總數(shù)；
②1g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量．（結(jié)果取2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）液體表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力．就象你要把彈簧拉開些，彈簧反而表現(xiàn)具有收縮的趨勢(shì)．正是因?yàn)檫@種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如．懸浮在水中的花粉顆粒運(yùn)動(dòng)是由于周圍液體分子碰撞引起的．物體的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，由于分子的運(yùn)動(dòng)永不信息，分子動(dòng)能不可能為零，物體內(nèi)能不能為零．天然水晶是晶體，但水晶熔化后再凝固就是非晶體．
（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可判斷出A→B過程是等溫變化．氣體從C→A的過程中做功為100J，同時(shí)吸熱250J，根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解此過程中氣體內(nèi)能的變化．
（3）①先求出1g水分解后得到氫氣分子的摩爾數(shù)，再求出分子數(shù)．②由1g的水摩爾數(shù)乘以1mol氫氣完全燃燒放出的能量，即可求出1g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量．

解答：解：（1）A、液體表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間的距離比液體內(nèi)部大一些，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力．這個(gè)引力即為表面張力，正是因?yàn)檫@種張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如．故A正確．
B、懸浮在水中的花粉顆粒運(yùn)動(dòng)是周圍液體分子的碰撞引起的，故B錯(cuò)誤．
C、物體的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，由于分子的運(yùn)動(dòng)永不信息，分子動(dòng)能不可能為零，物體內(nèi)能不可能為零．故C錯(cuò)誤．
D、天然水晶是晶體，水晶熔化后再凝固就轉(zhuǎn)化為非晶體．故D正確．
故選AD
（2）由圖知：p_AV_A=p_BV_B=2pV，則A→B氣體發(fā)生等溫變化，則T_B=T_A=300K．
對(duì)于從C→A的過程中，氣體的體積減小，氣體對(duì)外界做功，即有W=-100J．
吸熱250J，則有 Q=250J
由熱力學(xué)第一定律得：△U=Q+W=250J-100J=150J，即氣體內(nèi)能增加了150J．
（3）①由題意1g水分解得到的氫氣分子總數(shù)為N=

m

M

NA
N=

1×10-3

1.8×10-2

×6.02×1023個(gè)=3.3×10²²個(gè)
②氫氣完全燃燒所放出熱量Q=

1×10-3

1.8×10-2

×2.858×105J=1.6×10⁴J
故答案為：
（1）AD．
（2）300，150 
（3）①1g水分解得到的氫氣分子總數(shù)為3.3×10²²個(gè)，
②1g氫氣完全燃燒所放出熱量為1.6×10⁴J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱力學(xué)中布朗運(yùn)動(dòng)、晶體，以及理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用．運(yùn)用熱力學(xué)第一定律時(shí)，要明確符號(hào)法則，凡能使氣體內(nèi)能增加的量，是正值，否則為負(fù)值．