汽化与液化
一、单选题
1.小宁喜欢冬天里的火锅和夏天里的雪糕。他发现:火锅沸腾时会冒“热气”;雪糕周围会冒“冷气”。以下是他对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A. “冷气”和“热气”本质是相同的,都是汽化成的水蒸气
B. “冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
C. “冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
D. “冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者汽化形成的
2.洗完澡后,浴室内的镜面上常会有一层水雾。镜面上产生水雾所发生的物态变化是( )
A. 水的汽化 B. 水蒸气的液化 C. 水蒸气的凝固 D. 水蒸气的凝华
3.下列情景属于液化现象的是( )
A. 冰雪消融
B. 露珠形成
C. 湿手烘干
D. 蜡烛滴“泪”
4.下列现象中属于液化现象的是 ( )
A. 加在饮料中的冰块化为水
B. 晒在太阳下的湿衣服变干
C. 刚从冰箱拿出的冰棍周围冒出“白气”
D. 冰箱冷冻室内壁出现白色的“霜”
5.下列对生活中的一些现象解释错误的是( )
A. 用冰袋给发烧的病人降温,是因为冰熔化吸热
B. 舞台上用干冰制造白雾,白雾是干冰升华而成的二氧化碳气体
C. 冰箱冷冻室里的霜是因为水蒸气凝华而来
D. 从冰箱里拿出一瓶饮料,放在空气中,外壁会潮湿,这是水蒸气液化而来
6.杭州正在修建地铁,在它的四周围栏上而安装了大量的喷雾装置,可见很多的“白汽”,如图。这些“白汽”不断喷洒,不断消失,有关“白汽”的分析正确的是( )
A. “白汽”是水蒸气 B. “消失”是汽化现象 C. “喷洒”是升华现象 D. “消失”时需要放热
7.缺水已是一个世界性的普遍现象,因此我们要珍惜每一滴水,海水淡化是解决缺水问题的方法之一。现在所用的海水淡化的方法有很多种,其中一种是蒸馏法,即先将海水中的水汽化而把盐留下,再将水蒸气冷凝为液态的水。关于以上过程涉及的物态变化和吸(放)热情况,下列说法正确的是( )
A. 先升华后凝华,先吸热后放热 B. 先汽化后凝固,先放热后吸热
C. 先汽化后液化,先吸热后放热 D. 先汽化后液化,先放热后吸热
8.我国是严重缺水的国家。水资源人均占有量是世界的25%,是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识,提高节水意识,培养良好的用水习惯,是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环,下列说法正确的是( )
A. 海水吸热,汽化成水蒸气 B. 水蒸气与冷空气接触,熔化成水滴
C. 小水滴遇到更冷的气流,凝华成小冰珠 D. 小冰珠在降落过程,液化成雨水
9.异丁烷和甲基丙烷作为新的制冷剂,已经代替氟利昂成为电冰箱中新的热量“搬运工”(较多的氟利昂会破坏大气中的臭氧层)。当液态制冷剂进入电冰箱的冷冻室后,吸走热量,变为气态时,制冷剂发生的物态变化是( )
A. 汽化 B. 液化 C. 凝固 D. 熔化
10.夏天,盛一盆水,在盆里放两块高出水面的砖头,砖头上搁一只比脸盆小一点的篮子,篮子里放上剩菜、剩饭,再用一个纱布袋罩在篮子上,并使袋口的边缘浸入水里,这就做成了一个简易“冰箱”,把它放在通风的地方,过一天里面的饭、菜也不会馊。“简易冰箱”的工作原理是( )
A. 凝固放热 B. 汽化放热 C. 蒸发吸热 D. 液化吸热
11.汽车驾驶室内装有冷暖空调,可使汽车内冬暖夏凉,但是在使用空调过程中常易造成前方玻璃模糊,影响视线,对此叙述正确的是( )
A. 冬天,因为使用暖空调,所以玻璃模糊属于汽化现象 B. 这一物态变化过程中要吸热
C. 夏天,车外空气中的水蒸气在玻璃上液化使其模糊 D. 冬天,要使玻璃清晰,应该打开雨刮器
12.下面生活现象中,属于液化的是( )
A. 湖水结冰 B. 雾气消散
C. 露珠形成 D. 冰雪消融
二、实验探究题
13.酿制白酒的装置如图所示。蒸锅实际是—个汽化池,将其封闭后仅与输汽管相通,然后将“气酒”引入冷凝池后再注入储酒罐。罐里的白酒度数很高,—般不宜饮用,需要与适当水勾兑后才能出售。有关行业规定:白酒的“度数”是指气温在20℃时,100毫升酒中所含酒精的毫升数。有关数据如下表所示。那么,在1标准大气压下,对汽化池加热应保持________℃才能出好酒,输汽管弯弯曲曲地经过冷凝池是因为 ________ ,“45度”白酒的密度是________。
物质 比热 (焦/千克·℃) 密度 (千克/米3) 沸点 (℃标准大气压)
水 4.2×103 1.0×103 100
酒精 2.4×103 0.8×103 78.5
三、填空题
14.所有的气体都可以被液化,但每一种气体都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样压缩体积,气体都不会液化,这个温度叫临界温度。临界温度是物质以液态形式出现的最高温度,各种物质的临界温度不同,有的高于常温,如水是374℃,酒精是234℃,因此在常温下它们通常以液态出现;有的低于常温,如氧是-119℃,氢是-240℃,所以我们平时常认为它们是气态的。
由以上知识可知:
(1)使气体液化的方法有降低温度和压缩体积,但对于某些气体,只使用________的方法是不行的,还要________。
(2)将氧气和氢气的混合物采用降温液化的方法分离时,首先液化的将是________。
(3)氧的沸点是-183℃,氮的沸点是-196℃,氦的沸点是-268.9℃。利用液化的空气提取这些气体,当温度升高时,液态空气沸腾,首先分离出来的是____。(填字母)
A.氧气
B.氮气
C.氦气
D.同时分离出来
15.如图是电冰箱工作原理图。电冰箱里制冷设备主要有三部分:蒸发器、空气压缩机和冷凝器。
(1)低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,这一过程要________(选填“吸”或“放”)热。
(2)冷凝器内气体被压缩后发生了________(填写物态变化名称),日常生活中也有类似的采用压缩体积使气体发生物态变化的应用,请举一例子:________。
四、解答题
16.酿制白酒的装置如图所示。蒸锅实际是一个汽化池,将其封闭后仅与输汽管相通,然后将“气酒”引入冷凝池后再注入储酒罐。罐里的白酒度数很高,一般不宜饮用,需要与适当水勾兑后才能出售。有关行业规定:白酒的“度数”是指气温在20℃时,100毫升酒中所含酒精的毫升数。有关数据如表所示。
物质 密度/(kg/m3) 比热/[J/(kg·℃)] 沸点/℃(1P0)
水 1.0×103 4.2×103 100
酒精 0.8×103 2.4×103 78
(1)在1标准大气压下,对汽化池加热应保持________℃为宜。
(2)输汽管弯弯曲曲地经过冷凝池是因为________。
(3)“45度”白酒的密度是多少 (写出计算过程,不考虑勾兑时体积的变化))。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【分析】从物质变化过程的转化切入解答。
【解答】雪糕周围冒“冷气”是因为空气中的水蒸气遇到冰冷的雪糕液化成的小水珠,而火锅沸腾时冒“热气”,是因为火锅里蒸发出的水蒸气,在上升过程中,遇到温度较低的空气液化成的小水珠,B符合题意。
故答案为:B
2.【答案】 B
【解析】【分析】确定物质的初始态和终末态,进而确定物态变化的名称。
【解答】镜面上的水雾是水蒸气放热由气态变成液体形成的小水珠,即发生液化现象,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
3.【答案】 B
【解析】【分析】确定物质的初始态和终末态,从而确定物态变化的名称。
【解答】A.冰雪消融时,冰雪由固态变成液态发生熔化现象,故A不合题意;
B.露珠是水蒸气由气态变成液态发生液化现象形成的,故B符合题意;
C.湿手烘干时,手上的水从液态变成气态发生汽化现象,故C不合题意;
D.蜡烛滴泪,蜡烛由固态变成液态发生熔化现象,故D不合题意。
故选B。
4.【答案】 C
【解析】【分析】液化是指物质由气态转变为液态的过程,会对外界放热。
【解答】A、冰化为水,是熔化的过程;故A错误;
B、湿衣服变干,是汽化过程;故B错误;
C、冰棍周围的白气,是空气中的水蒸气液化形成;故C正确;
D、冰箱冷冻室出现的霜,是空气中的水蒸气凝华的过程;故D错误;
故答案为:C。
5.【答案】 B
【解析】【分析】根据有关物态变化的知识分析判断。
【解答】A.用冰袋给发烧的病人降温,是因为冰熔化吸热,故A正确不合题意;
B.舞台上用干冰制造白雾,干冰吸热升华而成的二氧化碳气体,而周围的水蒸气放热液化成小水珠,因此白雾是小水珠,故B错误符合题意;
C.打开冰箱门时,外面的水蒸气进入冰箱,在内壁上迅速放热直接由气态变成固态发生凝华现象,从而形成霜,故C正确不合题意;
D.从冰箱里拿出一瓶饮料,它外壁的温度很低,空气中水蒸气在外壁上放热发生液化现象形成大量的小水珠,则外壁会潮湿,故D正确不合题意。
故选B。
6.【答案】 B
【解析】【分析】物质由液态变成气态叫汽化,汽化需要吸热,据此分析判断。
【解答】“白汽”是小水珠,在空气中吸热后变成气态的水蒸气而消失,这是汽化现象,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
7.【答案】 C
【解析】【分析】(1)汽化有两种方式,即蒸发和沸腾;蒸发是在任何温度下,在液体的表面进行的汽化现象。
(2)液化是指物质由气态转变为液态的过程,会对外界放热。
【解答】海洋中的水由液态变成气态,属于汽化现象,将水蒸气冷凝为液态的水是气态变成液态,属于液化现象,其中汽化吸收热量,液化放出热量,C符合题意。
故答案为:C
8.【答案】 A
【解析】【分析】物质由液体变成气态叫汽化,有气态变成液体叫液化;由液态变成固态叫凝固,由固态变成液态叫熔化,据此分析。
【解答】A.海水吸热,由液态变成气态发生汽化现象,变成水蒸气,故A正确;
B.水蒸气与冷空气接触,由气态变成液态发生液化现象,变成水滴,故B错误;
C.小水滴遇到更冷的气流,由液态变成固态发生凝固现象,变成小冰珠,故C错误;
D.小冰珠在降落过程中吸热,由固态变成液态发生熔化现象,变成雨水,故D错误。
故选A。
9.【答案】 A
【解析】【分析】物质由液态变成气态叫汽化,汽化需要吸热,据此分析解答。
【解答】液态制冷剂吸收热量从液态变成气态,此过程为汽化过程,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
10.【答案】 C
【解析】【分析】①物质由液态变成气态叫汽化,蒸发是汽化的一种,蒸发需要吸热;
②影响蒸发的要素:液体的温度、表面积和上方空气流速,据此分析判断。
【解答】把一个纱布袋罩在篮子上,并使口袋边缘浸入水里,这样增大了液体的表面积;放在通风的地方,可以加快空气流动,从而加快水的蒸发,使食物温度降低,防止变质,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】 C
【解析】【分析】物质由液态变成气态发生汽化现象,汽化需要吸热;物质由气态变成液态叫液化,液化需要放热。
【解答】冬天,使用暖空调,车内的温度高于车外,车内的水蒸气放热液化成小水珠,附着在挡风玻璃上形成雾气,故A、B错误;
夏天,开启制冷空调后,车外的空气温度高于车内车外空气,车外空气中的水蒸气在玻璃上液化形成小水珠附着在挡风玻璃上,可以使用雨刷刮掉,故C正确;
冬天,雾气出现在车内,用外面的雨刷解决不了问题,故D错误。
故选C。
12.【答案】 C
【解析】【分析】物质由气态变成液态叫液化,液化需要放热,据此分析判断。
【解答】A.湖水结冰,水由液体变成固态,属于凝固现象,故A不合题意;
B.雾气消散,水由液态变成气态,属于汽化现象,故B不合题意;
C.露珠形成,水蒸气由气态变成液态,属于液化现象,故C符合题意;
D.冰雪消融,冰雪由固态变成液态,属于熔化现象,故D不合题意。
故选C。
二、实验探究题
13.【答案】 78.5℃;扩大散热面积降低温度利于液化;0.91×103千克/米3
【解析】【分析】(1)当汽化池的温度保持在78.5℃时,酒精沸腾,迅速汽化,而这时其中的水还远远没有达到沸点100℃,它汽化的速度较慢,因此这时得到的酒比较纯净;
(2)液化需要放热,而散热面积越大,放热的速度越快,液化的越快;
(3)100ml45度白酒中含有酒精45ml,水55ml,根据公式m=ρV分别计算出二者的质量,然后相加得到总质量,最后根据计算白酒的密度。
【解答】(1)在1标准大气压下,对汽化池加热应保持78.5℃才能出好酒;
(2)输汽管弯弯曲曲地经过冷凝池是因为:扩大散热面积降低温度利于液化;
(3)100ml45度白酒中含有酒精45ml,水55ml,
酒精的质量为:m酒=ρ酒V酒=0.8g/cm3×45cm3=36g;
水的质量为:m水=ρ水V水=1g/cm3×55cm3=55g;
那么白酒的总质量为:m'=m酒+m水=36g+55g=91g;
那么白酒的密度为:。
三、填空题
14.【答案】 (1)压缩体积;降低温度
(2)氧气
(3)C
【解析】【分析】(1)根据题目描述可知,降低温度是使气体液化的万能方法,而压缩体积不是万能的方法。
(2)物质在临界温度以上为气态,在临界温度以下为液态;当降低温度时,温度从高到低变化,因此临界温度高的先液化;
(3)物质在临界温度以上为气态,在临界温度以下为液态;当升高温度时,稳稳地从低到高变化,因此沸点低的先汽化而被分离出来。
【解答】(1)使气体液化的方法有降低温度和压缩体积,但对于某些气体,只使用压缩体积的方法是不行的,还要降低温度。
(2)将氧气和氢气的混合物采用降温液化的方法分离时,临界温度高的先被液化分离,那么首先液化的是氧气;
(3)当温度升高时,液态空气沸腾,氦的沸点最低,首先被分离出来,故选C。
15.【答案】 (1)吸
(2)液化;液化石油气、打火机等
【解析】【分析】(1)物质由液态变成气态叫汽化,需要吸热;
(2)物质由气态变成液态叫液化,需要放热。液化的方法为:降低温度和压缩体积,据此分析解答。
【解答】(1)低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽化,这一过程要吸热。
(2)冷凝器内气体被压缩后发生了液化,日常生活中也有类似的采用压缩体积使气体发生物态变化的应用,请举一例子:液化石油气、打火机等。
四、解答题
16.【答案】 (1)78
(2)扩大散热面积,降低温度有益于气态酒精液化
(3)酒精的体积为:V酒=V×45%;
酒精的质量为:m酒=ρ酒V酒=0.8g/cm3×45%V;
水的体积为:V水=V-V酒=55%V;
水的质量为:m水=ρ水V水=1g/cm3×55%V;
那么白酒的总质量:m=m酒+m水=0.8g/cm3×45%V+1g/cm3×55%V=0.91g/cm3×V;
那么白酒的密度为;。
【解析】【分析】(1)当液体的温度达到沸点时,它吸热后汽化的速度非常快;由于酒精的沸点比水的沸点高,因此还可以保证得到酒精的纯度;
(2)输气管的长度越大,散热面积越大,越有利于酒精的液化;
(3)首先根据V酒=V×度数计算出酒精的体积,然后根据V水=V-V酒计算出水的体积,接下来根据密度公式分别计算出水和酒精的质量,将二者相加就是白酒的总质量,最后再计算白酒的密度即可。
【解答】(1)在1标准大气压下,对汽化池加热应保持78℃为宜。
(2)输汽管弯弯曲曲地经过冷凝池是因为扩大散热面积,降低温度有益于气态酒精液化。