ACT科学:化学

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例子问题

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例子问题1:化学

从吸收二氧化碳的世界海洋中可以看出,大气中二氧化碳含量较工业化前水平显著增加2反过来又会发生化学变化。一氧化碳增加的后果2包括海水酸化和碳酸盐离子(CO3.2 -)浓度。

海水化学成分的变化影响海洋生物。乌贼等无脊椎动物的早期生命阶段可能特别容易受到二氧化碳水平变化的影响。乌贼既是掠食者又是猎物,是海洋生态系统的重要组成部分。例如,鱼类和海鸟,如金枪鱼和信天翁,依赖乌贼作为猎物来源。此外,捕鱼业受到鱿鱼种群健康状况的影响。加州渔业生产了市场上大部分的鱿鱼。

为了确定增加的二氧化碳水平如何影响乌贼的发育,卵在两种不同的条件下孵化:正常(380 μ atm)和升高(2100 μ atm)的CO水平2.测量和记录了幼虫的孵化时间和外套的大小(包括体壁和鳍的解剖学特征)。对每种二氧化碳浓度进行了两次试验。

图表
图

以下哪一项可以从文章中得出结论?

可能的答案:

二氧化碳浓度与海洋温度有关

大气有限公司2水平与CO的浓度相关2在海洋中

金枪鱼和信天翁的数量直接相关

碳酸盐离子浓度与海洋温度相关

正确答案:

大气有限公司2水平与CO的浓度相关2在海洋中

解释

根据所提供的信息,唯一能得出的结论是大气二氧化碳水平与海洋二氧化碳水平相关。这一点从文章的第一句话就可以明显看出:“在吸收二氧化碳的世界海洋中,大气中的二氧化碳比工业化前水平显著增加2并相应地发生化学变化。”

例子问题1:如何在化学中找到数据表示

一个学生正在选择一种酶来完成一个化学反应。根据酶动力学图,学生应该使用哪种酶?

Act_question_9

可能的答案:

两种酶都适合使用

酶的

酶B

正确答案:

酶B

解释

虽然酶A具有更快的初始动力学,但它不允许反应完成。酶B虽然较慢,但可以使反应完成,因此应该使用。

示例问题3:化学

一个学生正在选择一种酶来完成一个化学反应。根据酶动力学图,哪种酶效率更高?

Act_question_10

可能的答案:

酶B

酶的

两种酶的效率是一样的

正确答案:

酶的

解释

在这个例子中,两种酶都将催化反应完成。然而,酶A将更快地完成,这表明它是更有效的。

例子问题1:化学

可逆化学反应的速率取决于许多因素,包括反应物和生成物的浓度、温度以及称为催化剂的酶的存在。在正向反应中,两种反应物结合形成一种产物。然而,在逆向反应中,产物被分解成两种反应物。

为了使正向反应发生,在试管中移动的反应物必须相互作用。反应物相互作用的频率越高,在相同的时间内产生的产物就越多。反应物结合成产物的速度(反应速率)可以用反应中产生的一种化学物质的量(通常以摩尔计算)除以产生该物质所需的时间来计算。

为了确定反应物和生成物的浓度、温度和催化剂的存在对反应速率的影响,一位科学家研究了以下反应:

科学家改变了实验条件,测量了反应速率。结果如表1所示。浓度的单位是摩尔每升。

Table_1

如果酸转化酶的摩尔数翻倍,反应速率会发生怎样的变化?

可能的答案:

保持不变

三倍

正确答案:

解释

根据表1,实验2和3显示酸转化酶加倍的摩尔数。根据最后一列,反应速率从40变为80,因此翻倍。

示例问题5:化学

可逆化学反应的速率取决于许多因素,包括反应物和生成物的浓度、温度以及称为催化剂的酶的存在。在正向反应中,两种反应物结合形成一种产物。然而,在逆向反应中,产物被分解成两种反应物。

为了使正向反应发生,在试管中移动的反应物必须相互作用。反应物相互作用的频率越高,在相同的时间内形成的产物就越多。反应物结合成产物的速度(反应速率)可以用反应中产生的一种化学物质的量(通常以摩尔计算)除以产生该物质所需的时间来计算。

为了确定反应物和生成物的浓度、温度和催化剂的存在对反应速率的影响,一位科学家研究了以下反应:

科学家改变了实验条件,测量了反应速率。结果如表1所示。浓度的单位是摩尔每升。

Table_1

反应速率的可能单位是多少?

可能的答案:

摩尔/摩尔

摩尔/升

摩尔数/秒

秒/摩尔

正确答案:

摩尔数/秒

解释

这篇文章描述了用反应中产生的化学物质的量(摩尔)除以产生它们所需的时间(秒/分/小时等)可以得到反应速率。唯一符合这个模式的答案是摩尔/秒。其他选项确实包含了生产的化学物质的数量,但不包含生产这些物质所需的时间。

示例问题6:化学

气体和液体都被认为是具有单个分子的流体,这些分子带着动能和势能四处运动。动能被定义为与运动有关的能量,它有三种形式:平动能,即分子从a位置移动到B位置时产生的平动能;转动能,即分子绕质心虚轴旋转时产生的转动能;振动能,即分子键中单个原子相互靠近和远离时产生的振动能。通常,分子具有不同的动能形式组合。相反,势能被定义为储存的能被释放成动能的能量。一个分子的总能量是固定的,这意味着一个分子有一些动能和势能的组合。

不同数量的动能和势能决定了流体中的分子如何相互作用。例如,当一个分子的动能很高(大于1000J)时,它就不能再与邻近的分子发生足够强的相互作用而保持液体状态。然而,如果势能过高(大于1000 J),分子就不能从液体中逃脱而变成气体。如果动能大而势能低,分子往往会变成气体,可以用理想气体定律的方程来模拟:

这里P是气体的压强,V是体积,n是气体的摩尔数,R是一个常数,T是温度,单位是开尔文。

理想气体定律完美地适用于没有质量、没有分子间相互作用和没有真实体积的粒子。然而,真正的分子并不完全符合理想气体定律。

在恒定的压强和体积下,摩尔数和温度之间的关系可以很好地描述为:

可能的答案:


Screen_shot_2014-03-08_at_8.16.59_am

Screen_shot_2014-03-08_at_8.17.13_am

Screen_shot_2014-03-08_at_8.17.26_am

Screen_shot_2014-03-08_at_8.17.18_am

正确答案:


Screen_shot_2014-03-08_at_8.16.59_am

解释

以这个公式为指导,我们可以看到摩尔数和温度在等号的同一侧,表明它们成反比。如果我们重新排列这个等式,我们可以看到:.这更清楚地表明了相反的关系。这可以用一条线性的负斜率曲线来说明。

示例问题7:化学

气体和液体都被认为是具有单个分子的流体,这些分子带着动能和势能四处运动。动能被定义为与运动有关的能量,它有三种形式:平动能,即分子从a位置移动到B位置时产生的平动能;转动能,即分子绕质心虚轴旋转时产生的转动能;振动能,即分子键中单个原子相互靠近和远离时产生的振动能。通常,分子具有不同的动能形式组合。相反,势能被定义为储存的能被释放成动能的能量。一个分子的总能量是固定的,这意味着一个分子有一些动能和势能的组合。

不同数量的动能和势能决定了流体中的分子如何相互作用。例如,当一个分子的动能很高(大于1000J)时,它就不能再与邻近的分子发生足够强的相互作用而保持液体状态。然而,如果势能过高(大于1000 J),分子就不能从液体中逃脱而变成气体。如果动能大而势能低,分子往往会变成气体,可以用理想气体定律的方程来模拟:

这里P是气体的压强,V是体积,n是气体的摩尔数,R是一个常数,T是温度,单位是开尔文。

理想气体定律完美地适用于没有质量、没有分子间相互作用和没有真实体积的粒子。然而,真正的分子并不完全符合理想气体定律。

在恒定的压强下,体积与温度的关系可以很好地表示为:

可能的答案:

Screen_shot_2014-03-08_at_8.09.41_am

Screen_shot_2014-03-08_at_8.09.50_am

Screen_shot_2014-03-08_at_8.09.46_am

Screen_shot_2014-03-08_at_8.09.37_am

正确答案:

Screen_shot_2014-03-08_at_8.09.41_am

解释

通过这篇文章,我们可以看到,在恒定的压强下,体积和温度都在等号两边的分子上。因此,我们可以说它们是直接相关的。最能说明这种关系的图是一条线性的正斜率曲线。

例子问题2:化学

化学家可以用一种叫做相图的图来模拟固体、液体和气体在不同温度和压力下的行为。当同时知道压力和温度时,科学家就能预测材料是否会处于某种特定的状态。根据阶段,图被分为几个部分,部分之间的线表示发生在两个或多个独立阶段之间的相变。

一般来说,当温度较低、压力中等时,就会出现排列整齐的固体分子。这些值降低了分子的动能,足以允许引力开始堆积过程。相比之下,液体在中等压力和中等温度下存在。温度高到可以传递足够的动能来防止固体的形成,压力高到可以防止液体变成气体。最后,气体在低压和高温下形成。高水平的动能阻止了分子之间的结合。

材料可以经历相变,这意味着它们可以从一种相过渡到另一种相。从固体到液体的转变称为融化,而相反的转变称为冻结。当液体变成气体时发生汽化,而当气体变成液体时发生凝结。最后,在一个叫做升华的过程中,固体可以不经过液相直接变成气体。此外,当气体直接变成固体时,这被称为沉积。

Act_ps

从图中可以看出Area 1所代表的材料处于什么相?

可能的答案:

气体

固体

不能确定的

液体

正确答案:

固体

解释

根据第二段,固体是一组整齐堆叠的分子,在温度较低、压力中等时存在。看我们的图,我们可以看到在低温(接近原点)和中等压力下,我们看的是面积1。因此,面积1一定是固相的。

示例问题9:化学

化学家可以用一种叫做相图的图来模拟固体、液体和气体在不同温度和压力下的行为。当同时知道压力和温度时,科学家就能预测材料是否会处于某种特定的状态。根据阶段,图被分为几个部分,部分之间的线表示发生在两个或多个独立阶段之间的相变。

一般来说,当温度较低、压力中等时,就会出现排列整齐的固体分子。这些值降低了分子的动能,足以允许引力开始堆积过程。相比之下,液体在中等压力和中等温度下存在。温度高到可以传递足够的动能来防止固体的形成,压力高到可以防止液体变成气体。最后,气体在低压和高温下形成。高水平的动能阻止了分子之间的结合。

材料可以经历相变,这意味着它们可以从一种相过渡到另一种相。从固体到液体的转变称为融化,而相反的转变称为冻结。当液体变成气体时发生汽化,而当气体变成液体时发生凝结。最后,在一个叫做升华的过程中,固体可以不经过液相直接变成气体。此外,当气体直接变成固体时,这被称为沉积。

Act_ps

从图中可以看出,面积2所代表的材料处于什么相?

可能的答案:

固体

液体

气体

不能确定的

正确答案:

液体

解释

根据第二段,液体在中等压力和中等温度下存在。图上唯一对应中间压强和温度的部分是面积2。

示例问题10:化学

化学家可以用一种叫做相图的图来模拟固体、液体和气体在不同温度和压力下的行为。当同时知道压力和温度时,科学家就能预测材料是否会处于某种特定的状态。根据阶段,图被分为几个部分,部分之间的线表示发生在两个或多个独立阶段之间的相变。

一般来说,当温度较低、压力中等时,就会出现排列整齐的固体分子。这些值降低了分子的动能,足以允许引力开始堆积过程。相比之下,液体在中等压力和中等温度下存在。温度高到可以传递足够的动能来防止固体的形成,压力高到可以防止液体变成气体。最后,气体在低压和高温下形成。高水平的动能阻止了分子之间的结合。

材料可以经历相变,这意味着它们可以从一种相过渡到另一种相。从固体到液体的转变称为融化,而相反的转变称为冻结。当液体变成气体时发生汽化,而当气体变成液体时发生凝结。最后,在一个叫做升华的过程中,固体可以不经过液相直接变成气体。此外,当气体直接变成固体时,这被称为沉积。

Act_ps

从图中可以看出,区域3所代表的材料处于什么相?

可能的答案:

气体

固体

不能确定的

液体

正确答案:

气体

解释

根据第二段,气体存在于低压和高温下。寻找图中的区域3,我们看到这个区域对应于低压和高温,因此一定代表气态。

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