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高中物理考点热学计算题和相关例题

2026-09-12 09:15:00课外拾零604

高中物理热学计算题和相关例题如下:jXK物理好资源网(原物理ok网)

例题1:jXK物理好资源网(原物理ok网)

【问题】在一个容积为2L的密闭容器中,有2mol氢气和1mol氧气,在一定条件下发生反应:2H2(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g),并达到平衡。已知该反应的化学平衡常数表达式为K = [H2O(g)]2/[H2] × [O2],请回答下列问题:jXK物理好资源网(原物理ok网)

1. 该反应的化学平衡常数表达式为K = ____________。jXK物理好资源网(原物理ok网)

2. 达到平衡时,下列说法正确的是( )jXK物理好资源网(原物理ok网)

A. 升高温度,平衡常数增大jXK物理好资源网(原物理ok网)

B. 升高温度,混合气体的颜色变浅jXK物理好资源网(原物理ok网)

C. 增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小jXK物理好资源网(原物理ok网)

D. 增大压强,化学平衡常数增大jXK物理好资源网(原物理ok网)

3. 在某温度下,反应达到平衡时测得容器内的压强高于反应前的压强,则平衡时氢气的转化率为( )jXK物理好资源网(原物理ok网)

【答案】jXK物理好资源网(原物理ok网)

1.K = frac{c^{2}(H_{2}O)}{c(H_{2}) cdot c(O_{2})}。jXK物理好资源网(原物理ok网)

2.B。jXK物理好资源网(原物理ok网)

3.$67%$。jXK物理好资源网(原物理ok网)

【分析】jXK物理好资源网(原物理ok网)

化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值;升高温度平衡向吸热反应方向移动;增大压强平衡向气体体积减小的方向移动;根据平衡常数表达式求出氢气转化率。jXK物理好资源网(原物理ok网)

【解答】jXK物理好资源网(原物理ok网)

解:$A$、升高温度平衡向吸热反应方向移动,化学平衡常数减小,故A错误;jXK物理好资源网(原物理ok网)

$B$、升高温度平衡向吸热反应方向移动,所以水蒸气的浓度增大,颜色变深,故B错误;jXK物理好资源网(原物理ok网)

$C$、增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,正逆反应速率都增大,故C错误;jXK物理好资源网(原物理ok网)

$D$、根据平衡常数表达式知,化学平衡常数只与温度有关,温度不变则化学平衡常数不变,故D错误;jXK物理好资源网(原物理ok网)

根据氢气转化率$=$$frac{消耗的氢气量}{开始的氢气量}$$times 100%$得氢气转化率为$frac{2mol times frac{1}{4}}{2mol} times 100% = 67% $,故答案为:$67%$。jXK物理好资源网(原物理ok网)

故答案为:$frac{c^{2}(H_{2}O)}{c(H_{2}) cdot c(O_{2})}$;B;$67%$。jXK物理好资源网(原物理ok网)

例题2:jXK物理好资源网(原物理ok网)

【问题】在一定温度下,某容积不变的密闭容器中发生反应:A(s) + B(g)⇌C(g) + D(g),当下列物理量不再变化时,能表明该反应已达到化学平衡状态的是()。jXK物理好资源网(原物理ok网)

A.混合气体的总质量不变 B.混合气体的总物质的量不变 C.混合气体的压强不变 D.单位时间内生成n mol B的同时生成n mol DjXK物理好资源网(原物理ok网)

【答案】A。jXK物理好资源网(原物理ok网)

【分析】jXK物理好资源网(原物理ok网)

根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的一些物理量也不变,注意B中气体总物质的量始终不变。jXK物理好资源网(原物理ok网)

【解答】jXK物理好资源网(原物理ok网)

A.由于A是固体,所以混合气体的总质量不变可作为判断是否达平衡状态的依据,故A正确; jXK物理好资源网(原物理ok网)

B.该反应前后气体总物质的量始终不变,不能根据混合气体总物质的量判断是否达平衡状态,故B错误; jXK物理好资源网(原物理ok网)

C.该反应前后气体计量数相等,所以无论是否达到平衡状态,压强不变,不能根据压强判断是否达平衡状态,故C错误; jXK物理好资源网(原物理ok网)

D.单位时间内生成$n$ $mol$ $B$的同时生成$n$ $mol$ $D$表示的都是正反应速率且相等,无法判断是否达平衡状态,故D错误。 jXK物理好资源网(原物理ok网)

故选A。jXK物理好资源网(原物理ok网)

以下是一份高中物理热学计算题及例题:jXK物理好资源网(原物理ok网)

问题:在一个绝热隔绝的系统中,一对弹性正反向活塞把一定的气体封闭在两个绝热容器中,初始时两个容器中气体的压强相等,温度相同。然后对两个容器分别施加一定的外力,使两个容器中的气体分别膨胀,求膨胀后两个容器中气体的压强。jXK物理好资源网(原物理ok网)

例题:假设初始时两个容器中气体的压强均为p0,温度均为T0。然后对左侧容器施加一个向下的外力F1,使气体膨胀并对外做功。对右侧容器施加一个向上的外力F2,使气体也膨胀并从外界吸热Q。根据热力学第一定律,可以得出以下公式:jXK物理好资源网(原物理ok网)

Δp1 = p2 - p1 = - F1/SjXK物理好资源网(原物理ok网)

Δp2 = p1 - p2 = Q/SjXK物理好资源网(原物理ok网)

其中Δp1和Δp2分别表示两个容器中气体膨胀后的压强变化量,p1和p2分别表示膨胀后的气体压强,S为活塞的面积,F1和Q分别表示施加的外力和吸热量。通过以上公式可以求得p2的值。jXK物理好资源网(原物理ok网)

注意:由于是绝热隔绝的系统,膨胀过程中不会发生热交换,因此膨胀后的气体温度仍然相同。jXK物理好资源网(原物理ok网)

高中物理热学部分的主要考点包括气体性质、热力学第一定律和热力学第二定律等。其中,气体性质是热学部分的基础知识,包括理想气体状态方程、阿伏伽德罗常数、气体压强的微观解释等。在计算题方面,常见的问题包括:jXK物理好资源网(原物理ok网)

1. 理想气体的状态方程的应用,需要能够根据题目条件,确定气体状态参量的变化,进而应用方程求解。jXK物理好资源网(原物理ok网)

2. 气体压强的计算,需要理解气体压强的微观解释,能够根据分子运动论的原则,结合气体压强的计算公式进行计算。jXK物理好资源网(原物理ok网)

3. 热力学第一定律的应用,需要理解内能和热量的概念,能够根据题目条件,选择合适的计算方法(做功、热传递、热化学反应等)进行计算。jXK物理好资源网(原物理ok网)

以下是一道相关例题:jXK物理好资源网(原物理ok网)

例题:一个容积为1L的容器中,充入1mol理想气体,温度为27℃。求该气体在27℃时的压强。jXK物理好资源网(原物理ok网)

解析:根据理想气体状态方程,有:jXK物理好资源网(原物理ok网)

PV/T = CjXK物理好资源网(原物理ok网)

其中,P为气体压强,V为气体体积,T为气体温度,C为常数,对于理想气体,C=R。已知初始条件为V=1L,T1=273+27=300K,求得P1。然后根据气体压强的微观解释,可得到气体分子的密集程度,进而可以计算出气体压强。jXK物理好资源网(原物理ok网)

答案:该气体在27℃时的压强为101kPa。jXK物理好资源网(原物理ok网)

希望以上例题和解析可以帮助你更好地理解和掌握热学计算题的考点和解题方法。jXK物理好资源网(原物理ok网)

注意:以上内容仅供参考,实际高中物理热学部分的考点和例题可能随着教材和考试要求的变化而有所不同,建议参考官方教材和考试大纲。jXK物理好资源网(原物理ok网)

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