第十一章第二节固体液体和气体.docx

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第十一章第二节固体液体和气体

第二节　固体、液体和气体

考点一　固体

1．分类：

固体分为晶体和非晶体两类．晶体分单晶体和多晶体．

2．晶体与非晶体的比较

单晶体

多晶体

非晶体

外形

规则

不规则

不规则

熔点

确定

确定

不确定

物理性质

各向异性

各向同性

各向同性

典型物质

石英、云母、食盐、硫酸铜

玻璃、蜂蜡、松香

形成与转化

有的物质在不同条件下能够形成不同的形态．同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体

　　（2015·高考全国卷Ⅰ）下列说法正确的是（　　）

A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

[思路点拨]　晶体与非晶体的区别主要在于有无天然规则几何外形、有无确定熔点、物理性质为各向同性或各向异性，并且在特定条件下还可以相互转化．

[解析]　将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误．单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确．例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确．晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶（即石英玻璃）是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确．熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E错误．

[答案]　BCD

1．（2015·高考江苏卷）对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　）

A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

解析：

选AD.晶体在熔化过程中温度保持不变，食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，选项A正确；蜂蜡的导热特点是各向同性的非晶体，烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形，说明云母片的导热特点是各向异性，故云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，则该物质微粒在空间的排列是规则的，选项C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，选项D正确．

晶体和非晶体的区别

1．单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性．

2．只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体．

3．只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体.

考点二　液体、饱和汽和湿度

1．液体

（1）液体的表面张力

①作用：

液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．

②方向：

表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．

③大小：

液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大．

（2）液晶的物理性质

①具有液体的流动性．

②具有晶体的光学各向异性．

③在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．

2．饱和汽　湿度

（1）饱和汽与未饱和汽

①饱和汽：

与液体处于动态平衡的蒸汽．

②未饱和汽：

没有达到饱和状态的蒸汽．

（2）饱和汽压

①定义：

饱和汽所具有的压强．

②特点：

液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．

（3）湿度

①绝对湿度：

空气中所含水蒸气的压强．

②相对湿度：

空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比．

③相对湿度公式

相对湿度＝（B＝×100%）．

命题视角1　液体的性质及现象

人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是（　　）

A．液体的分子势能与体积有关

B．晶体的物理性质都是各向异性的

C．温度升高，每个分子的动能都增大

D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

E．液体表面层内分子分布比液体内部稀疏，所以分子间作用力表现为引力

[审题点睛]　对于液体而言，体积影响液体的分子势能；由于有表面引力的存在，使液体表面有收缩的趋势．

[解析]　液晶是一类处于液态和固态之间的特殊物质，其分子间的作用力较强，在体积发生变化时需要考虑分子间力的作用，分子势能和体积有关，选项A正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶体物理性质表现为各向同性，选项B错误；温度升高时，分子的平均动能增大但不是每一个分子动能都增大，选项C错误；露珠由于受到表面张力的作用表面积有收缩到最小的趋势即呈球形，选项D正确；液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为引力，选项E正确．

[答案]　ADE

命题视角2　饱和蒸汽、相对湿度

（2014·高考全国卷Ⅱ）下列说法正确的是（　　）

A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动

B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故

E．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果

[思路点拨]　由于液体蒸发吸热，温度降低，则湿泡显示的温度低于干泡显示的温度．

[解析]　悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，而不是反映花粉分子的热运动，选项A错误．由于表面张力的作用使液体表面收缩，使小雨滴呈球形，选项B正确．液晶的光学性质具有各向异性，彩色液晶显示器就利用了这一性质，选项C正确．高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小，水的沸点随大气压强的降低而降低，选项D错误．由于液体蒸发时吸收热量，温度降低，所以湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，选项E正确．

[答案]　BCE

2．[视角1]下列说法正确的是（　　）

A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力

B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果

D．液体温度升高，每个分子运动的速率都增大

E．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力

解析：

选ABC.水的表面张力托起针，A正确；液晶与某些晶体相似，具有各向异性，B正确；当宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，里面的所有物体均处于完全失重状态，此时自由飘浮的水滴在表面张力作用下呈现球形，C正确；温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的速率都增大，D错误；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开，是大气压的作用，E错误．

3．[视角2]（2016·武汉模拟）如图所示，是水的饱和汽压与温度关系的图线，请结合饱和汽与饱和汽压的知识判断下列说法正确的是（　　）

A．水的饱和汽压随温度的变化而变化，温度升高，饱和汽压增大

B．在一定温度下，饱和汽的分子数密度是不变的

C．当液体处于饱和汽状态时，液体会停止蒸发现象

D．在实际问题中，饱和汽压包括水蒸气的气压和空气中其他各种气体的气压

E．对同一气体，温度越高，相对湿度越小

解析：

选ABE.当液体处于饱和汽状态时，液体与气体达到了一种动态平衡，液体蒸发现象不会停止，选项C错误；在实际问题中，水面上方含有水分子、空气中的其他分子，但我们所研究的饱和汽压只是水蒸气的分气压，选项D错误；而相对湿度为水蒸气的实际压强与同温度水的饱和汽压的比值，则温度越高，水蒸气的饱和汽压越大，所以相对湿度越小．

液体表面张力

（1）形成原因：

表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力．

（2）表面特性：

表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜，分子势能大于液体内部的分子势能．

（3）表面张力的方向：

和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．

（4）表面张力的效果：

表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．

（5）表面张力的大小：

跟边界线的长度、液体的种类、温度都有关系.

考点三　理想气体

1．气体分子运动的特点

（1）气体分子间距较大，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满它能达到的整个空间．

（2）分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布．

（3）温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大，但速率分布规律不变．

2．气体实验定律

玻意耳定律

查理定律

盖—吕萨克定律

内容

一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比（等温变化）

一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比（等容变化）

一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比（等压变化）

表达式

p1V1＝p2V2

＝或＝

＝或＝

图象

　　3.理想气体的状态方程

（1）理想气体

①宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．

②从微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．

（2）一定质量的理想气体的状态方程

＝或＝C.

气体实验定律可看做一定质量理想气体状态方程的特例．

命题视角1　气体压强的计算

如图所示，光滑水平面上放有一质量为M的汽缸，汽缸内放有一质量为m的可在汽缸内无摩擦滑动的活塞，活塞面积为S.现用水平恒力F向右推汽缸，最后汽缸和活塞达到相对静止状态，求此时缸内封闭气体的压强p.（已知外界大气压为p0）

[解析]　选取汽缸和活塞整体为研究对象，

相对静止时有：

F＝（M＋m）a

再选活塞为研究对象，根据牛顿第二定律有：

pS－p0S＝ma

解得：

p＝p0＋.

[答案]　p0＋

命题视角2　气体压强的微观解释

（2014·高考大纲全国卷）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（　　）

A．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈

B．保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈

C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小

D．压强变小时，分子间的平均距离可能变小

[思路点拨]　对气体，有两方面因素影响压强：

一是体积，二是温度；从微观上解释就是分子间的平均距离和分子的平均动能．

[解析]　压强变大时，气体的温度不一定升高，分子的热运动不一定变得剧烈，故选项A错误；压强不变时，若气体的体积增大，则气体的温度会升高，分子热运动会变得剧烈，故选项B正确；压强变大时，由于气体温度不确定，则气体的体积可能不变，可能变大，也可能变小，其分子间的平均距离可能不变，也可能变大或变小，故选项C错误；压强变小时，气体的体积可能不变，可能变大也可能变小，所以分子间的平均距离可能不变，可能变大，可能变小，故选项D正确．

[答案]　BD

命题视角3　气体实验定律——玻璃管水银柱模型

（2015·高考全国卷Ⅱ）如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度l＝10.0cm，B侧水银面比A侧的高h＝3.0cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭．已知大气压强p0＝75.0cmHg.

（1）求放出部分