Question

（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是______．
A．小昆虫水黾可以站在水面上是由于液体表面张力的缘故
B．悬浮在水中的花粉颗粒运动不是因为外界因素的影响，而是由于花粉自发的运动
C．物体的内能是所有分子动能与分子势能的总和，物体内能可以为零
D．天然水晶是晶体，但水晶熔化后再凝固就是非晶体
（2）一定质量的理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，设气体在状态A、B时的温度分别为T_A和T_B，已知T_A=300K，则T_B=______K；气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，则此过程中气体内能是增加了______J．
（3）氢能是环保能源，常温水中用氧化钛晶体和铂黑作电极，在太阳光照射下分解水可以从两电极上分别获得氢气和氧气．已知1mol的水分解可得到1mol氢气，1mol氢气完全燃烧可以放出2.858×10⁵J的能量，阿伏伽德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1，水的摩尔质量为1.8×10^-2 kg/mol 求：
①1g水分解后得到氢气分子总数；
②1g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量．（结果取2位有效数字）

Answer 1

【答案】分析：（1）液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如．悬浮在水中的花粉颗粒运动是由于周围液体分子碰撞引起的．物体的内能是所有分子动能与分子势能的总和，由于分子的运动永不信息，分子动能不可能为零，物体内能不能为零．天然水晶是晶体，但水晶熔化后再凝固就是非晶体．
（2）根据理想气体状态方程可判断出A→B过程是等温变化．气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，根据热力学第一定律求解此过程中气体内能的变化．
（3）①先求出1g水分解后得到氢气分子的摩尔数，再求出分子数．②由1g的水摩尔数乘以1mol氢气完全燃烧放出的能量，即可求出1g水分解后得到的氢气完全燃烧所放出的能量．
解答：解：（1）A、液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．这个引力即为表面张力，正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如．故A正确．
B、悬浮在水中的花粉颗粒运动是周围液体分子的碰撞引起的，故B错误．
C、物体的内能是所有分子动能与分子势能的总和，由于分子的运动永不信息，分子动能不可能为零，物体内能不可能为零．故C错误．
D、天然水晶是晶体，水晶熔化后再凝固就转化为非晶体．故D正确．
故选AD
（2）由图知：p_AV_A=p_BV_B=2pV，则A→B气体发生等温变化，则T_B=T_A=300K．
对于从C→A的过程中，气体的体积减小，气体对外界做功，即有W=-100J．
吸热250J，则有 Q=250J
由热力学第一定律得：△U=Q+W=250J-100J=150J，即气体内能增加了150J．
（3）①由题意1g水分解得到的氢气分子总数为N=
N=个=3.3×10²²个
②氢气完全燃烧所放出热量Q=J=1.6×10⁴J
故答案为：
（1）AD．
（2）300，150 
（3）①1g水分解得到的氢气分子总数为3.3×10²²个，
②1g氢气完全燃烧所放出热量为1.6×10⁴J．
点评：本题考查了热力学中布朗运动、晶体，以及理想气体状态方程和热力学第一定律的综合应用．运用热力学第一定律时，要明确符号法则，凡能使气体内能增加的量，是正值，否则为负值．