（江蘇專版）2018版高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài)變化 3 理想氣體的狀態(tài)方程學(xué)案 新人教版選修3-3

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1、 3　飽和汽與飽和汽壓 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.知道飽和汽、未飽和汽及飽和汽壓這些概念的含義.2.了解相對濕度概念的含義以及它對人的生活和植物生長等方面的影響.3.了解濕度計(jì)的結(jié)構(gòu)與工作原理． 一、汽化 [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)為什么在高海拔地區(qū)煮東西煮不熟？ (2)為什么用高壓鍋蒸米飯、燉肉湯比較快，而且易爛？ 答案　(1)液體沸騰時(shí)需要達(dá)到的溫度叫沸點(diǎn)．沸點(diǎn)與大氣壓強(qiáng)有關(guān)，大氣壓強(qiáng)越小，沸點(diǎn)越低．而在高海拔地區(qū)大氣壓強(qiáng)小，沸點(diǎn)低，故煮東西煮不熟． (2)高壓鍋內(nèi)大氣壓強(qiáng)大，沸點(diǎn)高，故用高壓鍋蒸米飯、燉肉湯比較快，而且易爛． [知識(shí)梳理] (1)定義：物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程叫做

2、汽化． (2)兩種方式： ①蒸發(fā)：只發(fā)生在液體表面，而且在任何溫度下都能發(fā)生． ②沸騰：在液體表面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生，只在一定溫度(沸點(diǎn))下才會(huì)發(fā)生． (3)沸騰條件：①達(dá)到沸點(diǎn)；②能繼續(xù)吸熱． (4)沸點(diǎn)與大氣壓強(qiáng)有關(guān)：大氣壓強(qiáng)越高，沸點(diǎn)越高． 二、飽和汽與飽和汽壓 [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)盛在敞口容器中的水，經(jīng)過一段時(shí)間后就沒有了；而盛在密閉容器中的水經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間后仍然存在，這是為什么呢？ (2)有人說在密閉容器里液體和氣體達(dá)到平衡時(shí)蒸發(fā)就停止了，分子運(yùn)動(dòng)也停止了，這種說法對嗎？ 答案　(1)前者的水蒸發(fā)掉了，而后者由于密閉，水蒸氣最終與水形成一種動(dòng)態(tài)平衡． (2)這種說法

3、不對．達(dá)到平衡時(shí)單位時(shí)間內(nèi)逸出液面的分子數(shù)與回到液面的分子數(shù)相等，是一種動(dòng)態(tài)平衡，并非分子停止運(yùn)動(dòng)． [知識(shí)梳理] (1)動(dòng)態(tài)平衡：在相同時(shí)間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液面飛出去的分子數(shù)，液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài)，蒸發(fā)停止，這種平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡． (2)飽和汽與未飽和汽 ①飽和汽：與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽． ②未飽和汽：沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽． (3)飽和汽壓：在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個(gè)壓強(qiáng)就叫做這種液體的飽和汽壓． (4)影響飽和汽壓的因素 飽和汽壓隨溫度的升高而增大．飽和汽壓與蒸汽所占的體積無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，

4、與該蒸汽中有無其他氣體也無關(guān)(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)． (5)把未飽和汽變成飽和汽的方法 ①在體積不變的條件下，降低未飽和汽的溫度，可以使在較高的溫度時(shí)的未飽和汽變成較低溫度時(shí)的飽和汽． ②在溫度不變的條件下，增大蒸汽壓強(qiáng)可以使未飽和汽變成飽和汽． 三、空氣的濕度、濕度計(jì) [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)夏日無風(fēng)的傍晚，人們往往感到悶熱潮濕，身上的汗液也蒸發(fā)不出去，這是為什么呢？ (2)在絕對濕度相同的情況下，夏天和冬天的相對濕度哪個(gè)大？為什么？ 答案　(1)在悶熱潮濕的天氣里，由于空氣濕度大，汗液的蒸發(fā)和空氣中的水蒸氣的液化達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡． (2)在絕對濕度相同的情況下，水的飽和汽壓在

5、溫度高時(shí)大，溫度低時(shí)小，根據(jù)相對濕度＝，夏天和冬天相比，冬天的相對濕度大． [知識(shí)梳理] (1)絕對濕度 空氣的濕度可以用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)p1來表示，這樣表示的濕度叫做空氣的絕對濕度． (2)相對濕度 我們常用空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓之比來描述空氣的潮濕程度，并把這個(gè)比值叫做空氣的相對濕度，即相對濕度＝. (3)空氣的相對濕度常用濕度計(jì)來測量. 一、對飽和汽和飽和汽壓的理解 1．動(dòng)態(tài)平衡的理解 (1)在密閉容器中的液體，最后必定與上方的蒸汽處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)中． (2)處于動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽密度與溫度有關(guān)，溫度越高，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的蒸汽密度越大．

6、2．影響飽和汽壓的因素 (1)飽和汽壓跟液體的種類有關(guān)． 在相同的溫度下，不同液體的飽和汽壓一般是不同的．揮發(fā)性大的液體，飽和汽壓大． (2)飽和汽壓跟溫度有關(guān)． 飽和汽壓隨溫度的升高而增大．這是因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，液體里能量較大的分子增多，單位時(shí)間內(nèi)從液面飛出的分子也增多，致使飽和汽的密度增大，同時(shí)蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也增大，導(dǎo)致飽和汽壓增大． (3)飽和汽壓跟體積無關(guān)． 在溫度不變的情況下，飽和汽的壓強(qiáng)不隨體積而變化． ①當(dāng)體積增大時(shí)，容器中蒸汽的密度減小，原來的飽和蒸汽變成了未飽和蒸汽，于是液體繼續(xù)蒸發(fā)．直到未飽和汽成為飽和汽為止，由于溫度沒有改變，飽和汽的密度跟原來的一樣

7、，蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也跟原來一樣，所以壓強(qiáng)不改變． ②體積減小時(shí)，容器中蒸汽的密度增大，回到液體中的分子數(shù)多于從液面飛出的分子數(shù)，于是，一部分蒸汽變成液體，直到蒸汽的密度減小到等于該溫度下飽和汽的密度為止．由于溫度沒有改變，飽和汽密度不變，蒸汽分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率也跟原來相同，所以壓強(qiáng)也不改變． 例1　關(guān)于飽和汽正確的說法是(　　) A．在穩(wěn)定狀態(tài)下，密閉容器中如有某種液體存在，其中該液體的蒸汽一定是飽和的 B．密閉容器中有未飽和的水蒸氣，向容器內(nèi)注入足夠量的空氣，加大氣壓可使水汽泡和 C．隨著液體的不斷蒸發(fā)，當(dāng)液化和汽化速率相等時(shí)液體和蒸汽達(dá)到一種平衡狀態(tài)叫動(dòng)態(tài)平衡 D．對

8、于某種液體來說，溫度升高時(shí)，由于單位時(shí)間內(nèi)從液面汽化的分子數(shù)增多，飽和汽壓增大 答案　ACD 解析　在飽和狀態(tài)下，液化和汽化達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，所以A、C正確；液體的飽和汽壓與其溫度有關(guān)，即溫度升高飽和汽壓增大，所以D正確；飽和汽壓是指液體蒸汽的分氣壓，與其他氣體的壓強(qiáng)無關(guān)，所以B錯(cuò)誤． 飽和汽壓隨溫度的升高而增大.飽和汽壓與蒸汽所占的體積無關(guān). 二、空氣濕度 (1)絕對濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示． (2)空氣的干濕程度和空氣中所含有的水汽量接近飽和的程度有關(guān)，而和空氣中含有水汽的絕對量無直接關(guān)系． (3)在某一溫度下，水的飽和汽壓是一定值，知道了絕對濕度可以

9、算出相對濕度；反之，知道了相對濕度也能算出絕對濕度． 例2　氣溫為10 ℃時(shí)，測得空氣的絕對濕度p＝800 Pa，則此時(shí)的相對濕度為多少？如果絕對濕度不變，氣溫升至20 ℃，相對濕度又為多少？(已知10 ℃的水的飽和汽壓為p1＝1.228×103 Pa；20 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p2＝2.338×103 Pa.) 答案　65.1%　34.2% 解析　10 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p1＝1.228×103 Pa，由相對濕度公式得此時(shí)的相對濕度： B1＝×100%＝×100% ≈65.1%. 20 ℃時(shí)水的飽和汽壓為p2＝2.338×103 Pa，同理得相對濕度： B2＝×100%＝×100%

10、≈34.2%. 三、濕度計(jì) 例3　干濕泡濕度計(jì)的濕泡溫度計(jì)與干泡溫度計(jì)的示數(shù)差距越大，表示(　　) A．空氣的絕對濕度越大 B．空氣的相對濕度越小 C．空氣中的水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)離飽和程度越近 D．空氣中的水蒸氣的絕對濕度離飽和程度越遠(yuǎn) 答案　BD 解析　干濕泡濕度計(jì)的濕泡溫度計(jì)的水銀泡上包著棉紗，棉紗的下端浸在水中，由于水的蒸發(fā)，濕泡溫度計(jì)示數(shù)總低于干泡溫度計(jì)示數(shù)，空氣越干燥，即相對濕度越小，濕泡溫度計(jì)上的水蒸發(fā)越快，溫度計(jì)示數(shù)越低，與干泡溫度計(jì)示數(shù)的差距越大，可見B正確．并且，空氣越干燥，即相對濕度越小，由相對濕度的定義公式：相對濕度＝可知，這時(shí)空氣中的水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)即絕對

11、濕度離同溫度水的飽和汽壓越遠(yuǎn)，故D正確. 1．(飽和汽與飽和汽壓)一個(gè)玻璃瓶中裝有半瓶液體，擰緊瓶蓋經(jīng)過一段時(shí)間后，則(　　) A．不再有液體分子飛出液體表面 B．蒸發(fā)停止 C．蒸發(fā)仍在進(jìn)行 D．在相同時(shí)間內(nèi)從液體里飛出去的分子數(shù)等于返回液體的分子數(shù)，液體和蒸汽達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡 答案　BD 解析　當(dāng)液面上方的氣體內(nèi)所含的蒸汽達(dá)到飽和汽壓后，處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，但仍有分子跑出液面，只不過在相同時(shí)間內(nèi)，返回的分子數(shù)與跑出的分子數(shù)相等． 2．(飽和汽與飽和汽壓)關(guān)于液體的飽和汽壓，下列說法正確的是(　　) A．其溫度和壓強(qiáng)之間的關(guān)系遵循查理定律 B．飽和時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)回到液體中

12、的分子數(shù)等于從液體表面飛出去的分子數(shù) C．在動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，飽和汽密度不變 D．飽和汽壓隨溫度的升高而增大是因?yàn)轱柡推芏群驼羝肿拥钠骄俾识茧S溫度的升高而增大 答案　BCD 解析　飽和狀態(tài)的情況下有：(1)如果稍微降低溫度飽和汽將會(huì)出現(xiàn)凝結(jié)，變成液體，體積迅速減?。?2)稍微增大壓強(qiáng)飽和汽亦可出現(xiàn)凝結(jié)，體積大大減小，所以液體的飽和汽壓不遵循理想氣體實(shí)驗(yàn)定律，故A錯(cuò)誤．與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽，此時(shí)相同時(shí)間內(nèi)回到水中的分子數(shù)等于從水中飛出去的分子數(shù)，飽和汽密度不變，故B、C正確．飽和汽壓隨溫度的升高而增大是因?yàn)轱柡推芏群驼羝肿拥钠骄俾识茧S溫度的升高而增大，故D正確． 3

13、．(空氣的濕度)空氣濕度對人們的生活有很大影響，當(dāng)濕度與溫度搭配得當(dāng)，通風(fēng)良好時(shí)，人們才會(huì)舒適．關(guān)于空氣濕度，以下結(jié)論正確的是(　　) A．絕對濕度大而相對濕度不一定大，相對濕度大而絕對濕度也不一定大，必須指明溫度這一條件 B．相對濕度是100%，表明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中水蒸汽已達(dá)到飽和狀態(tài) C．在絕對濕度一定的情況下，氣溫降低時(shí)，相對濕度將減小 D．在絕對濕度一定的情況下，氣溫升高時(shí)，相對濕度將減小 答案　ABD 解析　相對濕度定義B＝×100%，式中p為空氣中所含水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)，ps為同一溫度下水的飽和汽壓，ps在不同溫度下的值是不同的，溫度越高，ps越大，故A正確；相對濕

14、度為100%，說明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中所含水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)已達(dá)到飽和汽壓，B正確；絕對濕度p不變時(shí)，氣溫降低，ps減小，相對濕度增加，氣溫升高，相對濕度則減小，故C錯(cuò)誤，D正確． 4．(濕度計(jì))下列關(guān)于干濕泡濕度計(jì)的說法正確的是(　　) A．干濕泡濕度計(jì)測的是絕對濕度 B．濕泡溫度計(jì)所示的溫度高于干泡溫度計(jì)所示的溫度 C．干泡溫度計(jì)所示的溫度高于濕泡溫度計(jì)所示的溫度 D．干泡溫度計(jì)與濕泡溫度計(jì)所示的溫度差越大，相對濕度越大 答案　C 解析　因?yàn)楦蓾衽轁穸扔?jì)由兩支相同的溫度計(jì)組成，其中一支溫度計(jì)的水銀泡上包有棉紗，棉紗的另一端浸在水中，是濕泡溫度計(jì)，由于水蒸發(fā)吸熱，濕泡溫度計(jì)的示

15、數(shù)總小于干泡溫度計(jì)的示數(shù)．故C選項(xiàng)正確．相對濕度越小，濕泡溫度計(jì)上的水蒸發(fā)越快，干泡溫度計(jì)與濕泡溫度計(jì)所示的溫度差越大． 題組一　對汽化的理解 1．下列對蒸發(fā)和沸騰的說法正確的是(　　) A．蒸發(fā)只在一定溫度下才能發(fā)生 B．沸騰只在一定溫度下才能發(fā)生 C．蒸發(fā)和沸騰都只發(fā)生在液體表面 D．沸點(diǎn)與大氣壓有關(guān)，大氣壓越高，沸點(diǎn)越高 答案　BD 解析　蒸發(fā)在任意溫度下都能進(jìn)行，只在液體表面進(jìn)行．沸騰在沸點(diǎn)下才能進(jìn)行，在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行．大氣壓強(qiáng)越高，沸點(diǎn)越高．故B、D正確． 2．高壓鍋又叫壓力鍋，用它可以將被蒸煮的食物加熱到100 ℃以上，所以食物容易被煮熟，且用高壓鍋煮

16、食物比用普通鍋煮食物省時(shí)間省燃料，尤其做出的米飯香軟可口，很受人們歡迎．下表是AS22－5－80高壓鍋的銘牌，對此下列解釋正確的是(　　) AS22－5－80 容量 5 升 凈重 8.92 kg 鍋帽重 89.0 g 氣壓 1.21 atm 水的溫度 121 ℃ A.食物受到的壓強(qiáng)大而易熟 B．高壓鍋保溫性能好，熱量損失少而使食物易熟 C．鍋內(nèi)溫度能達(dá)到100 ℃以上，食物因高溫而易熟 D．高壓鍋的密封性好，減少水的蒸發(fā)而使食物易熟 答案　C 解析　高壓鍋蒸煮的食物易熟是由于：高壓鍋蒸煮食物時(shí)，高壓鍋蓋上后就是一個(gè)密封容器了，加熱時(shí)鍋內(nèi)水溫不斷升高，水的蒸

17、發(fā)不斷加快，由于鍋是密封的，鍋內(nèi)水面上方的水蒸氣越來越多，鍋內(nèi)水蒸氣的壓強(qiáng)就越來越大，直到氣壓閥被頂起為止，鍋內(nèi)氣壓才不再增大，此時(shí)鍋內(nèi)氣壓一般達(dá)到1.2 atm，在這樣的氣壓下，水的沸點(diǎn)接近120 ℃，比普通鍋內(nèi)溫度高出約20 ℃，所以食物就容易熟了，只有選項(xiàng)C是正確的． 題組二　飽和汽與飽和汽壓 3．下列對動(dòng)態(tài)平衡的說法不正確的是(　　) A．當(dāng)氣態(tài)分子數(shù)的密度增大到一定程度時(shí)就會(huì)達(dá)到這樣的狀態(tài) B．在相同時(shí)間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液體表面飛出去的分子數(shù) C．此時(shí)，蒸氣的密度不再增大，液體也不再減少 D．蒸發(fā)的速度不再改變，以恒速蒸發(fā) 答案　D 解析　對水的蒸發(fā)過程進(jìn)行

18、分析判斷：當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，蒸發(fā)停止，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 4．圖1為水的飽和汽壓圖象，由圖可知(　　) 水的飽和汽壓與溫度的關(guān)系 圖1 A．飽和汽壓與溫度有關(guān) B．飽和汽壓隨溫度的升高而增大 C．飽和汽壓隨溫度的升高而減小 D．未飽和汽的壓強(qiáng)一定大于飽和汽的壓強(qiáng) 答案　AB 解析　這是水的飽和汽壓隨溫度變化的圖線，由題圖知，水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大． 5．下列關(guān)于飽和汽的說法中，正確的是(　　) A．溫度和體積相同時(shí)，不同液體的飽和汽壓一定相同 B．飽和汽壓隨溫度升高而增大 C．溫度不變時(shí)，飽和汽壓不隨體積的變化而變化 D．溫度不變時(shí)，飽和汽壓隨體積增大而減小

19、 答案　BC 解析　飽和汽壓是物質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)，它的大小取決于物質(zhì)的本性和溫度，故一定溫度下的飽和汽的分子數(shù)密度是一定值，相同溫度下不同液體的飽和汽壓一般是不同的，A錯(cuò)誤，B正確；溫度不變時(shí)，飽和汽壓不隨體積的變化而變化，C正確，D錯(cuò)誤． 6．關(guān)于同種液體在相同溫度下的未飽和汽、飽和汽的性質(zhì)，下面說法正確的是(　　) A．兩種汽的壓強(qiáng)一樣大，飽和汽的密度較大 B．飽和汽的壓強(qiáng)較大，分子的平均動(dòng)能也較大 C．兩種汽的壓強(qiáng)一樣大，分子平均動(dòng)能也一樣大 D．兩種汽的分子平均動(dòng)能一樣大，飽和汽的密度較大 答案　D 解析　與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫飽和汽；沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫未飽

20、和汽．可見，兩種蒸汽在同一溫度下密度是不同的，未飽和汽較小，飽和汽較大．由溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知這兩種蒸汽分子的平均動(dòng)能相同，而密度不同，兩種蒸汽的壓強(qiáng)也不同． 7．將未飽和汽轉(zhuǎn)化成飽和汽，下列方法可靠的是(　　) A．保持溫度不變，減小體積 B．保持溫度不變，減小壓強(qiáng) C．保持體積不變，降低溫度 D．保持體積不變，減小壓強(qiáng) 答案　ACD 解析　未飽和汽的密度小于飽和汽的密度，壓強(qiáng)小于飽和汽壓，因?yàn)槲达柡推麑怏w定律是近似適用的，保持溫度不變，減小體積，可以增大壓強(qiáng)，增大未飽和汽的密度，A正確，B錯(cuò)誤；若保持體積不變，降低溫度，則飽和汽壓減??；若使壓強(qiáng)減小，則溫度降低，飽和

21、汽壓減小，C、D均正確． 題組三　空氣的濕度 8．影響蒸發(fā)快慢的因素有(　　) A．絕對濕度 B．相對濕度 C．表面積 D．溫度 答案　BCD 解析　相對濕度越小，飛出去的水分子數(shù)目比跑回來的水分子數(shù)目越多，故B對．蒸發(fā)還跟液體的表面積和溫度有關(guān)，表面積越大，溫度越高，蒸發(fā)的越快．所以選B、C、D. 9．下列說法正確的是(　　) A．水蒸氣飽和后，不會(huì)再有水分子從水面飛出來 B．未飽和汽的壓強(qiáng)一定小于飽和汽的壓強(qiáng) C．溫度越高，水的飽和汽壓越大 D．相對濕度越小，人就會(huì)感應(yīng)越潮濕 答案　C 解析　水蒸氣飽和后，水與水蒸氣的平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，仍然有水分子從水面

22、飛出來，故A錯(cuò)誤；飽和汽壓的大小與溫度有關(guān)，在溫度不知道的情況下，不能簡單地說未飽和汽的壓強(qiáng)一定小于飽和汽的壓強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；飽和汽壓的大小與溫度有關(guān)，飽和汽壓隨溫度的升高而變大，故C正確；相對濕度越大，人體表面水的蒸發(fā)越慢，人就會(huì)感覺越潮濕，故D錯(cuò)誤． 10．室內(nèi)空氣的溫度是25 ℃，空氣的相對濕度是65%，問空氣的絕對濕度等于多少？已知25 ℃時(shí)水的飽和汽壓為3.167×103 Pa. 答案　2.06×103 Pa 解析　空氣的絕對濕度＝水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)，而相對濕度＝.故絕對濕度＝相對濕度×同溫度水的飽和汽壓，即絕對濕度＝65%×3.167×103 Pa≈2.06×103 Pa. 9