Question

（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是

 

．
A．晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性
B．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
C．液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性
D．随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
（2）一定质量的理想气体从状态A（P₁、V₁）开始做等压膨胀变化到状态B（P₁、V₂），状态变化如图中实线所示．气体分子的平均动能

 

（选填“增大”“减小”或“不变”），气体

 

  （选填“吸收”或“放出”）热量．
（3）可燃冰是天然气的固体状态，深埋于海底和陆地永久冻土层中，它的主要成分是甲烷分子与水分子，是极具发展潜力的新能源．已知1m³ 可燃冰可释放164m³的天然气（标准状况下），标准状况下1mol气体的体积为2.24×10^-2 m³，阿伏加德罗常数取N_A=6.02×10²³mol^-1．则1m³可燃冰所含甲烷分子数为多少？（结果保留一位有效数字）

Answer 1

分析：（1）晶体有单晶体和多晶体两种，单晶体各向异性，而多晶体各向同性．物体的内能与温度、体积等因素有关．温度是分子热平均动能的标志．液晶具有各向异性．分子力与分子间距离之间的关系比较复杂，分子间距离增大，分子力不一定减小，分子势能也不一定减小．
（2）从A到B过程，气体发生等压变化，根据盖?吕萨克定律分析温度如何变化，即可判断分子平均动能如何变化．根据热力学第一定律判断吸放热情况．
（3）1m³可燃冰所含甲烷分子数即为164m³的天然气所含甲烷的分子数，由体积除以摩尔体积，得到摩尔数，乘以阿伏加德罗常数N_A求出．

解答：解：（1）A、只有单晶体具有各向异性，而多晶体是各向同性的．故A错误．
B、内能与物体的温度、体积、分子数等因素有关，内能不同，温度可能相同，则分子热运动的平均动能可能相同．故B正确．
C、液晶，即液态晶体，像液体一样具有流动性，具有各向异性．故C正确．
D、随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子做负功，分子势能增大．故D错误．
故选BC
（2）如图，气体从A到B过程发生等压变化，体积增大，根据盖?吕萨克定律

V

T

=c知，温度升高，则气体分子的平均动能增大，内能增大，而气体对外界做功，则根据热力学第一定律得知，气体一定吸收热量．
（3）1m³可燃冰所含甲烷分子数即为164m³的天然气所含甲烷的分子数，其分子数为n=

V

Vmol

N_A=

164

2.24×10-2

×6.02×10²³≈4×10²⁷（个）．
故答案为：
（1）BC；
（2）增大，吸收
（3）1m³可燃冰所含甲烷分子数为4×10²⁷个．

点评：本题考查了晶体和非晶体、分子动理论、物体的内能、气态方程和热力学第一定律等多个热力学知识，其中气态方程和热力学第一定律考试的热点，平时要加强练习，熟练掌握．