- 高三物理气体题目
以下是几道高三物理气体题目:
1. 在一个绝热恒容的密闭容器中发生反应:2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g),开始时SO2和O2浓度分别为c1和c0,一段时间后达到平衡,测得混合气体总物质的量为4mol,求SO2的转化率。
2. 一定质量的理想气体,初态温度为T1,体积为V1,压强为p1,经过绝热膨胀过程,体积变为V2,求气体在终态时压强p2。
3. 一定质量的理想气体,初态温度为T1,压强为p1,体积为V1,经过绝热压缩过程,体积变为V2,求气体在终态的温度T2。
4. 在一个绝热恒容的密闭容器中发生反应:N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g),开始时加入2molN2和6molH2,一段时间后达到平衡,测得NH3的物质的量为nmol,求N2的转化率。
这些题目涵盖了高中物理中的气体反应的基础知识,需要运用化学反应平衡和理想气体状态方程等相关知识进行解答。
相关例题:
题目:高压气体瓶中的气体温度升高后,气体体积膨胀,瓶内气压增大。求气体对瓶塞的压力。
【问题分析】
1. 高压气体瓶中的气体温度升高,分子平均动能增加,气体分子对瓶塞的撞击力增加。
2. 气体体积膨胀,单位时间内撞击瓶塞的分子数减少,但单个分子对瓶塞的撞击力不变。
【公式推导】
根据理想气体状态方程,气体体积膨胀,则气体的压强p和温度T增加。
p = (nRT/V)
其中,n是分子数密度,R是气体常数,T是温度(以开尔文为单位),V是体积。
假设气体对瓶塞的压力为F,则有:
F = pS(πr^2)
其中,S是瓶塞的面积,r是瓶塞的半径。
将理想气体状态方程代入压力公式中,得到:
F = (nRT/V)S(πr^2)
由于温度T增加,分子数密度n和体积V都增加,所以压力F也增加。
【解答】
假设高压气体瓶的半径为r = 1cm,瓶塞面积为S = 1cm^2,气体温度从25℃升高到100℃,求气体对瓶塞的压力。
根据上述假设和已知数据带入公式:
F = (nRT/V)S(πr^2) = (nRT/V)Sπr^2 = (3.0 × 10^7 J/mol × 300 K)/(1 cm^3) × 1 cm^2 × (3.14 × 1 cm)^2 = 947 N
所以,气体对瓶塞的压力为947牛顿。由于气体体积膨胀,单位时间内撞击瓶塞的分子数减少,所以压力增加的程度比温度增加的程度小。
注意:以上解答仅是一个示例,实际数值可能因气体种类、温度、压力等条件不同而有所差异。
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