题目
理想气体体积为 V ,压强为 P ,温度为 T. 一个分子的质量为 m , k 为玻耳兹曼常量, R 为摩尔气体常量,则该理想气体的分子数为A. PV/mB. PV/(KT)C. PV/(RT)D. PV/(mT)
理想气体体积为 V ,压强为 P ,温度为 T. 一个分子的质量为 m , k 为玻耳兹曼常量, R 为摩尔气体常量,则该理想气体的分子数为
A. PV/m
B. PV/(KT)
C. PV/(RT)
D. PV/(mT)
题目解答
答案
B. PV/(KT)
解析
考查要点:本题主要考查理想气体状态方程的不同表达形式,以及如何通过已知的宏观量(压强、体积、温度)求解分子数。
解题核心思路:
- 理想气体状态方程的两种形式:
- 宏观形式:$PV = nRT$($n$为物质的量,单位为摩尔,$R$为摩尔气体常量)。
- 微观形式:$PV = NkT$($N$为分子数,$k$为玻耳兹曼常量)。
- 关键转换关系:$k = \frac{R}{N_A}$($N_A$为阿伏伽德罗常数),因此宏观方程可转换为微观形式。
破题关键点:
- 直接利用微观形式$PV = NkT$,解出分子数$N = \frac{PV}{kT}$,无需涉及分子质量$m$。
步骤1:写出理想气体的微观形式方程
理想气体状态方程的微观形式为:
$PV = NkT$
其中,$N$为分子数,$k$为玻耳兹曼常量,$T$为温度,$P$为压强,$V$为体积。
步骤2:解方程求分子数$N$
将方程变形为:
$N = \frac{PV}{kT}$
因此,分子数仅由压强、体积、温度及玻耳兹曼常量决定,与分子质量$m$无关。
选项分析:
- 选项B$\frac{PV}{kT}$与推导结果一致。
- 选项D$\frac{PV}{mT}$错误,因分子数与单个分子质量$m$无关。
- 选项A、C错误,因未正确关联分子数与$k$或$R$的关系。