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動不是因為外界因素的影響，而是由于花粉自發的運動
C．物體的內能是所有分子動能與分子勢能的總和，物體內能可以為零
D．天然水晶是晶體，但水晶熔化后再凝固就是非晶體
（2）一定質量的理想氣體經歷如圖所示的A→B、B→C、C→A三個變化過程，設氣體在狀態A、B時的溫度分別為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，同時吸熱250J，則此過程中氣體內能是增加了

150

J．
（3）氫能是環保能源，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N_A=6.02×10²³mol^-1，水的摩爾質量為1.8×10^-2 kg/mol 求：
①1g水分解后得到氫氣分子總數；
②1g水分解后得到的氫氣完全燃燒所放出的能量．（結果取2位有效數字）

Answer 1

分析：（1）液體表面層里的分子比液體內部稀疏，分子間的距離比液體內部大一些，分子間的相互作用表現為引力．就象你要把彈簧拉開些，彈簧反而表現具有收縮的趨勢．正是因為這種張力的存在，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動是由于周圍液體分子碰撞引起的．物體的內能是所有分子動能與分子勢能的總和，由于分子的運動永不信息，分子動能不可能為零，物體內能不能為零．天然水晶是晶體，但水晶熔化后再凝固就是非晶體．
（2）根據理想氣體狀態方程可判斷出A→B過程是等溫變化．氣體從C→A的過程中做功為100J，同時吸熱250J，根據熱力學第一定律求解此過程中氣體內能的變化．
（3）①先求出1g水分解后得到氫氣分子的摩爾數，再求出分子數．②由1g的水摩爾數乘以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部稀疏，分子間的距離比液體內部大一些，分子間的相互作用表現為引力．這個引力即為表面張力，正是因為這種張力的存在，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動是周圍液體分子的碰撞引起的，故B錯誤．
C、物體的內能是所有分子動能與分子勢能的總和，由于分子的運動永不信息，分子動能不可能為零，物體內能不可能為零．故C錯誤．
D、天然水晶是晶體，水晶熔化后再凝固就轉化為非晶體．故D正確．
故選AD
（2）由圖知：p_AV_A=p_BV_B=2pV，則A→B氣體發生等溫變化，則T_B=T_A=300K．
對于從C→A的過程中，氣體的體積減小，氣體對外界做功，即有W=-100J．
吸熱250J，則有 Q=250J
由熱力學第一定律得：△U=Q+W=250J-100J=150J，即氣體內能增加了150J．
（3）①由題意1g水分解得到的氫氣分子總數為N=

m

M

NA
N=

1×10-3

1.8×10-2

×6.02×1023個=3.3×10²²個
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為3.3×10²²個，
②1g氫氣完全燃燒所放出熱量為1.6×10⁴J．

點評：本題考查了熱力學中布朗運動、晶體，以及理想氣體狀態方程和熱力學第一定律的綜合應用．運用熱力學第一定律時，要明確符號法則，凡能使氣體內能增加的量，是正值，否則為負值．