Question

（選修模塊3-3）
（1）如圖，固定的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)用活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，氣缸置于溫度不變的環(huán)境中．現(xiàn)用力使活塞緩慢地向上移動，密閉氣體的狀態(tài)發(fā)生了變化．下列圖象中p、V和U分別表示該氣體的壓強(qiáng)、體積和內(nèi)能，

.

Ek

表示該氣體分子的平均動能，n表示單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)，a、d為雙曲線，b、c為直線．能正確反映上述過程的是

 

（2）2010年諾貝爾物理學(xué)獎授予安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識判斷，下列說法中正確的是

 

A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體
B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體
D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的
（3）為保證駕乘人員的安全，轎車中設(shè)有安全氣囊．轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時，利用疊氮化鈉（NaN₃）爆炸產(chǎn)生氣體（假設(shè)都是N₂）充入氣囊．若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV=56L，囊中氮?dú)饷芏圈?2.5kg/m³，已知氮?dú)饽�爾質(zhì)量M=2.8×10^-2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1，試估算囊中氮?dú)夥肿拥目倐�數(shù)N（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）由題，氣缸和活塞導(dǎo)熱性能良好，氣缸內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同，保持環(huán)境溫度不變，氣體的內(nèi)能保持不變，現(xiàn)用力使活塞緩慢地向上移動，氣體對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析吸放熱情況．根據(jù)氣體狀態(tài)方程和已知的變化量去判斷其它的物理量．
（2）晶體非晶體都是對固體而言的，晶體有固定熔點(diǎn)，規(guī)則結(jié)構(gòu)，非晶體沒有．石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體．
（3）先求出N₂的物質(zhì)量，再根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)求出分子的總個數(shù)．

解答：解：（1）氣缸和活塞導(dǎo)熱性能良好，氣缸內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同，所以氣體發(fā)生等溫變化，所以P-V圖象是雙曲線，故A正確．
B、氣缸內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同，保持環(huán)境溫度不變，氣體的內(nèi)能保持不變，故B正確．
C、溫度是分子平均動能變化的標(biāo)志，所以該氣體分子的平均動能不變，故C錯誤．
D、一定質(zhì)量的理想氣體，所以n=

N

V

，N為所有氣體的分子數(shù)，所以n-V的圖象是雙曲線，故D正確．
故選ABD．
（2）晶體非晶體都是對固體而言的，晶體有固定熔點(diǎn)，規(guī)則結(jié)構(gòu)，非晶體沒有．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體．石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體．^[他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的．故A、B錯誤，C、D正確．
故選CD．
（3）設(shè)N₂的物質(zhì)量為n，
則n=

ρV

M

氮?dú)獾姆肿涌倲?shù)N=

ρV

M

N_A
 代入數(shù)據(jù)得N=3×10²⁴．
故答案為：（1）ABD        （2）CD
（3）氮?dú)獾姆肿涌倲?shù)是3×10²⁴

點(diǎn)評：加強(qiáng)對基本概念的記憶，基本方法的學(xué)習(xí)利用，是學(xué)好3-3的基本方法．此處高考要求不高，不用做太難的題目．