AP化学:相变

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例子问题

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例子问题1:相变能

当一杯冰水上凝结时,杯子周围空气的温度__________

可能的答案:

保持不变

增加

减少

无法确定

正确答案:

增加

解释

当物质从气相冷凝到液相时,它以热损失的形式损失能量。热量从水传递到空气中,导致空气温度升高。

例子问题2:相变能

将9mol液态水煮沸到沸点需要多少能量,水蒸气产物的温度是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

蒸发焓是指液体在沸点处蒸发所需要的能量,单位为每摩尔能量。加热一定数量的蒸汽所需的总能量是通过将待汽化的摩尔数乘以每摩尔汽化能得到的。

在整个相变过程中温度保持恒定,因此最终温度仍为100℃。

示例问题3:相变能

在270K到280K的温度下,要使100g水的样品升温,需要增加多少热量?

水的比热容为,水的熔化热为

可能的答案:

正确答案:

解释

以下公式给出了已知比热容的物质产生给定温度变化所需的热量:

在哪里为热输入,单位为焦耳,样品的质量是克还是比热容在吗

然而,在发生相变(水在273K熔化)的情况下,熔化或汽化的热必须添加到总能量成本中。这个公式是:

例子问题1:相变能

为什么水在海拔高的地方会以较低的温度沸腾?

可能的答案:

海拔越高,熔解热越低

氢键在高海拔处更容易破坏

海拔越高,水的密度越大。

水在高海拔处有较高的蒸汽压

海拔高的地方气压较低

正确答案:

海拔高的地方气压较低

解释

温度升高意味着蒸汽压也会升高。当蒸气压等于大气压力时,水沸腾。海拔高的地方气压较低,所以水沸腾的温度较低。

例子问题1:相变能

加热曲线

利用热曲线,定义物质动能增加的段时间(s)。

可能的答案:

2 3 4

1 3 5

2和4

1 2 5

正确答案:

1 3 5

解释

记住,温度是分子平均动能的度量。因此,每当温度升高,动能就增加。动能在第1 3和第5段是增加的。

示例问题6:相变能

加热曲线

利用加热曲线,确定哪段(s)与势能的增加有关。

可能的答案:

1 3 5

2 3 4

2和4

1、2、3、4、5

正确答案:

2和4

解释

记住,温度是分子平均动能的度量。所以,当向系统提供能量但温度不升高时分子的势能就会增加。因此,在第2段和第4段势能是增加的。

例子问题1:相变能

加热曲线

加热曲线表示固体、液体和气体相的物质。哪段只代表液相?

可能的答案:

3.

2

4

1

正确答案:

3.

解释

当动能增加(温度也增加)时,物质不发生相变。因此,只有倾斜的部分才会在一个相中有物质。图中平坦的区域表示被加热的区域,但没有相应的温度升高。相反,这些增加的热能被用来打破分子/原子之间的分子间力,并驱动相变化。

最后,因为液体的能量比固体高,能量比气体低,所以中间的斜线一定是液相。在本例中,它被标记为段3。

示例问题8:相变能

加热曲线

在给定的加热曲线中,哪些部分与相的混合物相关?

可能的答案:

2、3、4

2、4

1、3、5

1 2 3 4 5

正确答案:

2、4

解释

当动能增加时,分子运动得更快。然而,当势能增加时,分子的相会发生变化。因此,当势能增加的时候,就是分子发生相变化的时候。因此,在第2段和第4段中有分子的混合。

示例问题9:相变能

加热曲线

给定的加热曲线表示固体、液体和气体相的物质。哪个部分代表沸腾时的物质?

可能的答案:

4

2

5

3.

正确答案:

4

解释

沸腾是由液体到气体的相变。因此,我们正在寻找一个平坦的段(因为势能在增加),它位于液相和气相之间。

在这种情况下,气相是能量最高的相,其次是液体。因此,物质在第4段是沸腾的。

示例问题10:相变能

加热曲线

在上面的加热曲线中,在什么点上分子的动能最大?

可能的答案:

第5段的开始

第一部分的结尾

第五部分结束

第一部分的开始

正确答案:

第五部分结束

解释

记住,温度是平均动能的度量。因此,当温度最高时,动能最高。

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