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物質の三態に関する問題 完全攻略チャート①物質の三態に関する問題

物質には,固体,液体,気体の３つの状態があり,これらを物質の三態という。物質の三態は,熱運動と粒子間にはたらく引力の大小(具体的には温度と圧力)によって決まる。

臨界点：臨界点を超えると気体と液体の区別ができない超臨界状態となる。この状態の物質は超臨界流体と呼ばれる。

固体 液体 気体

物質の三態に関する問題は,主に次のⅠ～Ⅳの４つのタイプに分類できる。

◎ それぞれのタイプについて詳しく解説する。

粒子の状態

ほぼ一定の位置で振動や回転をしている。

相互に位置を変えることができる。

空間を自由に運動している.

熱運動と粒子間引力

熱運動＜粒子間引力 熱運動≒粒子間引力 熱運動＞粒子間引力

固体 液体 気体

密度 大きい固体と比べてわずかに小さい(水は例外)

極めて小さい

一定の体積をもたず一定の形も示さない。

一定の体積をもつが,流動性があり,一定の形も示さない。

ほぼ一定の体積をもち,一定の形を示す。

粒子の状態

ほぼ一定の位置で振動や回転をしている。

相互に位置を変えることができる。

空間を自由に運動している.

粒子間引力と熱運動

熱運動より粒子間引力の効果がはるかに大きい。

熱運動と粒子間引力の効果がほぼ同じ。

粒子間引力より熱運動の効果の方がはるかに大きい

Ⅰ.固体・液体・気体に関する知識問題タイプⅠ.固体・液体・気体に関する知識問題タイプ

Ⅰ.固体・液体・気体に関する知識問題タイプⅠ.固体・液体・気体に関する知識問題タイプ

チャート②参照Ⅱ.加熱曲線に関する知識問題タイプⅡ.加熱曲線に関する知識問題タイプ

チャート④参照Ⅳ.状態図に関する知識問題タイプⅣ.状態図に関する知識問題タイプ

チャート③参照Ⅲ.加熱曲線に関する計算問題タイプⅢ.加熱曲線に関する計算問題タイプ

状態変化

状態変化とエネルギー

一定圧力のもとで固体を加熱していくと,構成粒子の熟運動か激しくなリ,ある温度で構成粒子の配列が崩れて液体になる。この現象を融解といい,融解が起こる温度を融点とよぶ。また逆に,液体を冷却していくと,構成粒子の熱運動が穏やかになり,ある温度で構成粒子が配列して固体になる。この現象を凝固といい,凝固が起こる温度を凝固点とよぶ。純物質では,融点と凝固点は同じ温度で,それぞれの物質ごとに決まっている。

気体気体

液体液体 固体固体

蒸

凝 固

融 解

発凝

縮

昇凝

華結

昇華

※赤色は発熱。青色は吸熱。

融点において,物質を固体から液体に変えるために必要な熱エネルギーの量を融解熱という。逆に,凝固点において,物質が液体から固体に変わるときに放出される熱量を凝固熱という。純物質では融解熱と凝固熱の値は同じとなる。融解熱は,状態変化（構成粒子の配列を崩すこと）のみに用いられます。よって,純物質の固体の融点では,融解が始まってから固体がすべて液体に変わるまで,温度は一定に保たる。凝固点でもまた,温度は一定に保たれます。ちなみに,水（氷）の融解熱（O°Ｃの氷をO°Ｃの水にするのに必要な熱量）は6.01 k」/ｍｏしです

融解……固体が液体に変化する現象。　　　　熱運動の効果が粒子間の引力の効果に近づくと起こり,粒子が位置　　　　相互に変えることができるようになる。

蒸発……液体が気体に変化する現象。　　　　熱運動の効果が粒子間の引力の効果を上まわると,粒子は粒子間　　　　の引力を振り切って,液体の表面から飛び出し,気体となる。

昇華……固体が直接気体に変化する現象。また,気体が直接固体に変化する現象を昇華ということ　　　　もある。

状態変化が起こるときには,エネルギーの出入りをともなう。融解熱(凝固熱)……固体1molがすべて融解するときに吸収する熱量で,これは1molの液体がすべて凝固　　　　　　　　　するときに放出する熱量(凝固熱)に等しい。※一般に,粒子間にはたらく引力の強い物質ほど融点は高く,融解熱も大きくなる。例えば,イオン間に　はたらくクーロン力は,分子間にはたらく分子間力よりもかなり強いので,イオン結晶は分子結晶より　も融解熱はかなり大きくなる。蒸発熱(凝縮熱)……液体1molがすべて蒸発するときに吸収する熱量で,これは,1molの気体がすべて　　　　　　　　　凝縮するときに放出する熱量に等しい。昇華熱……固体1molがすべて昇華するときに吸収する熱量で,これは,1molの気体がすべて固体に変化　　　　　するときに放出する熱量に等しい。

・固体が液体になる変化を融解,逆に,液体が固体になる変化を凝固という。・液体が気体になる変化を蒸発(気化),逆に,気体が液体になる変化　を凝縮(液化)という。・固体が直接気体に変化,また,気体が直接固体に変化するを昇華　という。・沸騰は,液体の内部からも蒸発が起こる現象をいう。　☆蒸発は温度が沸点に達していなくても起こる！

静止しているわけではない！

昇華する物質は,ドライアイスCO2,ヨウ素I2,ナフタレンC10H8の３つを覚える！

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物質の三態に関する問題 完全攻略チャート④

① 点Aの名称は？　三重点② 点Bの名称は？　臨界点③ 曲線ABの名称は？　蒸気圧曲線④ 曲線ACの名称は？　融解曲線⑤ 曲線OAの名称は？　昇華圧曲線⑥ 状態がⅢ→Ⅰに変化するときの状態変化の名称は？　蒸発⑦ 状態がⅡ→Ⅰに変化するときの状態変化の名称は？　昇華⑧ 状態がⅡ→Ⅲに変化するときの状態変化の名称は？　融解

固体 固体

液体液体

気体気体三重点 三重点

臨界点

超臨界状態

臨界点

① Ⅰの領域の状態は？　気体② Ⅱの領域の状態は？　固体③ Ⅲの領域の状態は？　液体④ 曲線AB上での状態は？　液体と気体が共存している。⑤ 曲線AC上での状態は？　液体と固体が共存している。⑥ 曲線OA上での状態は？　固体と気体が共存している。⑦ 点Aでの状態は？　固体,液体,気体が共存している。⑧ 点Bでの状態は？　液体と気体が区別できない状態。

昇華

T T

大気圧

大気圧

温度(℃) 温度(℃)

圧力

圧力

(3)　図1の(c)を出発点として,温度を一定にしたまま圧力を加えていくと,状態はどのよう　　になるか簡潔に記しなさい。(4)　図2の(d)を出発点として,温度を一定にしたまま圧力を加えていくと,状態はどのよう　　になるか簡潔に記しなさい。

(3)　水の融解曲線の傾きは負なので,温度を一定にして圧力を上げると図中(ﾛ)の領域に到達　　　することができる。すなわち,固体から液体に状態変化[融解]する。(4)　二酸化炭素の融解曲線の傾きは正なので,温度を一定にして庄力を上げても固体のままである。

Ⅰ Ⅰ

ⅢⅢ

Ⅱ Ⅱ

A

OO

A

B BC C

Image

① H2Oの状態図において(a)を出発点として,温度を一定にしたまま圧力を加えていくと, 状態はどのようになるか？　 水の融解曲線の傾きは負なので,温度を一定にして圧力を上げると図中Ⅲの領域に達する。　 つまり,固体から液体に状態変化する。② CO2の状態図において(b)を出発点として,温度を一定にしたまま圧力を加えていくと,状態は　 どのようになるか？ CO2の融解曲線の傾きは正なので,温度を一定にして庄力を上げても固体のままである。③ 圧力を上げると,H2O,CO2の沸点・融点はどうなるか？ 図１のH2Oの状態図では,T から圧力を大きくしていくと,融解曲線の傾きは負で蒸気圧曲線の 傾きは正であるため,圧力増加とともに融点は下がり,沸点は高くなる。図２のCO2の状態図では, T から圧力を大きくしていくと,融解曲線も蒸気圧曲線も傾きは正であるため,圧力増加とともに 融点・沸点はともに高くなる。

H2Oの融解曲線の傾きは負である。→ H2Oの融点は加圧によって下がる。　 ＝H2Oの固体は加圧によって液体に変わる。→ 固体状態のH2Oの密度＜液体状態の H2Oの密度→ 氷が水に浮く。

純物質は一般に温度や圧力が変化することにより状態が変化する。横軸に温度,縦軸に圧力を取ったグラフで物質の状態を示すと,図１,図２のようになる。図１は水,図２は二酸化炭素の場合である。

(Ⅰ) 名称を問う知識問題

(Ⅱ) 状態を問う知識問題

(Ⅲ) 理由・記述問題

チャート⑥,⑦参照Ⅲ.加熱曲線に関する計算問題タイプⅢ.加熱曲線に関する計算問題タイプ

Ⅳ.状態図に関する知識問題タイプⅣ.状態図に関する知識問題タイプ純物質はそれぞれの温度・圧力ごとに,その三態(固体・液体・気体)が決まっている。純物質が様々な温度・圧力においてどのような状態であるかを示した図を物質の状態図(状態図は物質ごとに固有の形を示す)という。図１は水H2O,図２は二酸化炭素CO2の状態図である。状態図に関する知識を問う問題は,主に下記(Ⅰ)～(Ⅲ)の３つのタイプに分類できる。

図１ 図２

融解曲線

昇華圧曲線

融解曲線

蒸気圧曲線

大気圧下での融点 大気圧下での沸点

ほとんどの物質の状態図は融解曲線の傾きは正となっているがH2Oの状態図では,傾きは負となっている!

H2Oの状態図では,三重点の位置は大気圧よりも低い位置にあるが,CO2の状態図では,三重点の位置は大気圧よりも高い位置にある。これより,大気圧下で固体のCO2の温度を上げていくと液体を経ずに直接気体に変わる。

Point !

(a)

(b)

蒸気圧曲線

昇華圧曲線

T

圧力を上げる

これはほとんど問われない

３本の曲線が交わる点

臨界点を超えると液体と気体の区別できない超臨界状態となる。

→

→

→融点は低くなる！

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 東京理科大学(2013 理工)

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次の記述の(ｱ)～(ｸ)に最も適当なものをA欄より選びなさい。純物質は一般に温度や圧力が変化することにより状態が変化する。横軸に温度,縦軸に圧力を取ったグラフで物質の状態を示すと,図(a),図(b)のようになる。図(a)は二酸化炭素,図(b)は水の場合である。ただし,グラフは正確ではなく特徴を少し誇張してある。どちらも,領域Ⅰは　(ｱ)　状態,領域Ⅱは　(ｲ)　状態,領域Ⅲは　(ｳ)　状態である。　(ｲ)　状態と　(ｳ)　状態を区切る曲線は　(ｴ)　圧曲線という。三本の曲線の交点Tの温度と圧力は物質固有の値で,この点のことを三重点という。ここでは　(ｱ)　,　(ｲ)　,　(ｳ)　が共存する。　(ｴ)　圧曲線は温度あるいは圧力を上げていくと物質固有の温度,圧力のC点で突然消失する。その時,それまで存在した　(ｲ)　と　(ｳ)　の界面が消失する。この点を臨界点という。　1気圧(1.0×105Pa)の下で加熱すると図(a)の　(ｱ)　は　(ｵ)　して　(ｳ)　になるのに対して,図(b)の　(ｱ)　はまず　(ｶ)　して　(ｲ)　になる。また,T点から圧力を上げていくと　(ｷ)　は二酸化炭素も水も上昇するが,　(ｸ)　は二酸化炭素の場合上昇し,水の場合低下する。

(ｱ)　04　固　体

(ｲ)　01　液　体

(ｳ)　03　気　体

(ｴ)　08　蒸　気

(ｵ)　07　昇　華

(ｶ)　11　融　解

(ｷ)　10　沸　点

(ｸ)　12　融　点

A　欄　01　液　体�02　気　圧�03　気　体�04　固　体　05　凝　固�06　凝　縮�07　昇　華08　蒸　気　09　蒸　発�10　沸　点�11　融　解�12　融　点　13　溶　解

T点から圧力を上げていくと沸点は二酸化炭素も水も上昇するが,融点は二酸化炭素の場合上昇し,水の場合低下する。

x(g)のH2Oの物質量

x(g)のH2Oの物質量

(ⅲ) 水 → 水( t3℃からt4℃)　　 x(g)の液体の温度をt3(℃)からt4(℃)まで上昇させるための熱量(kJ)は？　 水の比熱はC2((kJ/g・℃)

(ⅳ) 水 → 水蒸気(蒸発)　　 100℃において,x(g)の液体の水を気体にするために必要な熱量(kJ)は？　　 水の蒸発熱は44(kJ/mol),水H2Oの分子量を18とする。

(ⅱ) 氷 → 水(融解)　　 0℃において,x(g)の氷を水にするために必要な熱量(kJ)は？　　 氷の融解熱は6.0(kJ/mol),水H2Oの分子量を18とする。

18x

× 44(kJ/mol)

18x

× 6.0 (kJ/mol)

「熱量」＝「比熱」×「質量」×「 温度変化」

「熱量」＝「比熱」×「質量」×「 温度変化」

C1 × x ×(t4－t3) (kJ)

融解熱(kJ)を求めるときは,質量(g)を物質量(mol)に変換して「氷の融解熱(kJ/mol」)×「物質量(mol)」を計算する！

蒸発熱(kJ)を求めるときは,質量(g)を物質量(mol)に変換して「水の蒸発熱(kJ/mol」)×「物質量(mol)」を計算する！

水色部分のグラフ

緑色部分のグラフ

橙色部分のグラフ

紫色部分のグラフ

質量1gの物質の温度を1℃上げるために必要な熱量を比熱とよぶ。

Point !

Image

図(a)のCO2の状態図では,Tから圧力を大きくしていくと融解曲線も蒸気圧曲線も傾きは正であるため,圧力増加とともに融点・沸点ともに高くなる。図(b)のH2Oの状態図では融解曲線の傾きは負で,蒸気圧曲線の傾きは正であるため,圧力増加とともに融点は下がり沸点は高くなる。

→→ →

→

圧力を大きくする。(……から……) → ●から●

こっちの融点は低くなる！

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 中京大学(2013 工)①

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問２

問１

問３

物質の三態の変化に関して,次の実験を行った。以下の問に答えよ。標準大気圧(1.01×105Pa)の下で,ある純物質1molに毎分A[kJ]の熱を加えた。このときの加熱時間と温度の関係を図Ⅰ.１に示した。

問１　図中のab間,bc間,cd間,de間,ef間では,この物質は　　　それぞれどのような状態になっているか。最も適切なもの　　　を次の解答群から1つずつ選べ。　　　①　液体� ②　気体� ③　固体� ④　液体＋気体　　　⑤　液体＋固体� ⑥　気体＋固体� ⑦　液体＋気体＋固体問２　図中のbc間,de間で1molの物質が吸収する熱量はそれぞれ　　　何とよばれているか。最も適切なものを次の解答群から　　　１つずつ選べ。　　　①　凝固熱�②　凝縮熱�③　昇華熱�④　蒸発熱� ⑤　融解熱　⑥　溶解熱問３　図中のcd間で吸収される熱量は何kJか。最も適切な式を次の解答群から1つ選べ。　　　① A　 　② 2A 　　③ 3A 　　④ 4A　　 ⑤ 5A　　 ⑥ 6A

　　　⑦ 7A 　　⑧ 8A 　　⑨ 9A 　　⑩ 10A

問４　この物質の液体1mol,気体1mol,固体1molの温度をそれぞれ1℃上げるのに必要な熱量の式

と表したとき,　ア　,　イ　にあてはまる最も適切な式を次の解答群ア

ab間……③

bc間……⑤

cd間……①

de間……④

ef間……②

bc間……⑤

de間……④

毎分A[kJ]の熱を(5－2)分間加えているので,

cd間で吸収される熱量は

A×(5－2)＝3A[kJ]　……(答え)

イを分数で

から１つずつ選べ。ただし,同じ番号を複数回選んでもよい。① A 　② 2A 　③ 3A　④ 4A 　⑤ 5A　⑥ 6A 　⑦ 7A 　⑧ 8A　 ⑨ 9A　⑩ 10A

⑪ T1－T0　 ⑫ T2－T0 　⑬ T2－T1　 ⑭ T3－T0 　 ⑮ T3－T1　　⑯ T3－T2

固体

液体固体＋液体

液体＋気体 気体

加熱時間

温度

ab c

d e

f

蒸発熱

0 1 2 5 9 10

T0

T1

T2

T3

融解熱

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 中京大学(2013 工)②

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問４

液体はcd間で,この間で(T2－T1)℃上昇

している。

cd間で吸収される熱量は,問３より,3A[kJ]

つまり,(T2－T1)℃上げるのに,3A[kJ]の熱

を必要としたことがわかる。

よって,1℃上げるのに必要な熱量をQと

すると,

1：Q ＝T2－T1：3A

⇔　Q(T2－T1) ＝ 3A

気体はef 間で,この間で(T３－T2)℃上昇している。

ef間で吸収される熱量は,A×(10－9)＝A[kJ]

つまり,(T３－T2)℃上げるのに,A[kJ]の熱を必要としたことがわかる。

よって,1℃上げるのに必要な熱量をQとすると,

1：Q ＝T３－T2：A

⇔　Q(T３－T2) ＝ A

T2－T1

3A∴　Q ＝

T３－T2

A∴　Q ＝

固体はab間で,この間で(T1－T0)℃上昇している。

ab間で吸収される熱量は,A×(1－0)＝A[kJ]

つまり,(T1－T0)℃上げるのに,A[kJ]の熱を必要としたことがわかる。

よって,1℃上げるのに必要な熱量をQとすると,

1：Q ＝T1－T0：A

⇔　Q(T1－T0) ＝ A

T1－T0

A∴　Q ＝

以上より,　ア……③,　イ……⑬　……(答え)

以上より,　ア……①,　イ……⑯　……(答え)

以上より,　ア……①,　イ……⑪　……(答え)

液体：

気体：

固体：

固体

液体固体＋液体

液体＋気体 気体

加熱時間

温度

ab c

d e

f

蒸発熱

0 1 2 5 9 10

T0

T1

T2

T3

融解熱

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 東京理科大学(2013 理工)

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次の記述の(ｱ)～(ｸ)に最も適当なものをA欄より選びなさい。純物質は一般に温度や圧力が変化することにより状態が変化する。横軸に温度,縦軸に圧力を取ったグラフで物質の状態を示すと,図(a),図(b)のようになる。図(a)は二酸化炭素,図(b)は水の場合である。ただし,グラフは正確ではなく特徴を少し誇張してある。どちらも,領域Ⅰは　(ｱ)　状態,領域Ⅱは　(ｲ)　状態,領域Ⅲは　(ｳ)　状態である。　(ｲ)　状態と　(ｳ)　状態を区切る曲線は　(ｴ)　圧曲線という。三本の曲線の交点Tの温度と圧力は物質固有の値で,この点のことを三重点という。ここでは　(ｱ)　,　(ｲ)　,　(ｳ)　が共存する。　(ｴ)　圧曲線は温度あるいは圧力を上げていくと物質固有の温度,圧力のC点で突然消失する。その時,それまで存在した　(ｲ)　と　(ｳ)　の界面が消失する。この点を臨界点という。　1気圧(1.0×105Pa)の下で加熱すると図(a)の　(ｱ)　は　(ｵ)　して　(ｳ)　になるのに対して,図(b)の　(ｱ)　はまず　(ｶ)　して　(ｲ)　になる。また,T点から圧力を上げていくと　(ｷ)　は二酸化炭素も水も上昇するが,　(ｸ)　は二酸化炭素の場合上昇し,水の場合低下する。

A　欄　01　液　体�02　気　圧�03　気　体�04　固　体　05　凝　固�06　凝　縮�07　昇　華08　蒸　気　09　蒸　発�10　沸　点�11　融　解�12　融　点　13　溶　解

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 徳島大学(2013 総合科　歯　薬　工)

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数値は特に指示のない限り有効数字３桁で表すこと。原子量は,次の値を用いなさい。H＝1.0,O＝16.0 一般に物質は固体,液体あるいは気体の状態をとり,温度や圧力に応じてその状態を変化させる。次図は水の状態と温度および圧力との関係を模式的に表したものである(縦軸の圧力は対数目盛)。点Aは　ア　点であり,そこから延びる曲線AB,ACおよびADにより,3つの状態,すなわちⅠ,Ⅱ,Ⅲに分けられる。温度T1とT2は,それぞれ圧力が1気圧(＝1.013×105Pa)のときの凝固点(融点)および沸点である。(a)高い山の上では,水の凝固点や沸点は,海面付近(1気圧)におけるそれぞれの値とは異なった値を示す。問１　問題文中の　ア　に当てはまる適切な語句を答えよ。問２　図中の点Aおよび曲線AB上がそれぞれどのような状態で　　　あるかを答えよ。問３　状態がⅢ→Ⅰ,Ⅱ→Ⅰ,Ⅱ→Ⅲに変化するときの状態変化　　　の名称をそれぞれ答えよ。問４　下線部(a)について,高い山の上での水の凝固点と沸点　　　をそれぞれ TF および TV とすると,これらは T1 および T2

　　　比べて高くなるか,低くなるか,あるいは変わらないか。　　　右図を踏まえつつ,150字程度で説明せよ。(英数字は１マスに２文字書いてもよい)問５　ある温度および圧力のもとで水の状態をⅢからⅠに変化させるとき,44.0kJ/molの熱量　　　が必要であったとする。このとき,状態Ⅲの水100gをすべて状態Ⅰに変化させるときに　　　必要な熱量を求めよ。

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 明治大学(2013 理工)① 一部改

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次の文章を読み,文中の空欄　ア　～　エ　に最も適するものをそれぞれの解答群の中から一つ選びなさい。原子量は,次の値を用いなさい。H＝1.0,O＝16.0

ア　の解答群　番号 あ� い ① 三重点� 沸　点 ② 三重点� 融　点 ③ 三重点 中和点 ④ 沸　点� 三重点 ⑤ 沸　点 融　点 ⑥ 沸　点 中和点 ⑦ 融　点 三重点 ⑧ 融　点 沸　点 ⑨ 融　点 中和点

イ　の解答群　①　昇華熱�②　蒸発熱�③　生成熱�④　中和熱�⑤　燃焼熱 ⑥　融解熱�⑦　溶解熱ウ　の解答群　①　昇華熱�②　蒸発熱�③　生成熱�④　中和熱�⑤　燃焼熱 ⑥　融解熱�⑦　溶解熱エ　の解答群　① 189 　② 219 　③ 238 　④ 404 　⑤ 1225 　⑥ 1236　⑦ 1414　 ⑧ 2389　 ⑨ 4639

　細かく砕いた氷を試料として容器に入れ,大気圧下で－20℃からゆっくりと加熱した。図に,試料1molあたりに加えた熱量に対する試料の温度変化を示す。t1[℃]とt2[℃]の温度は,それぞれ水の　あ　と　い　である。　あ　と　い　に入る語句の組み合わせとして正しいものは　ア　である。また,Q1[kJ/mol]は　イ　,Q2[kJ/mol]は　ウ　である。　質量1gの物質の温度を1℃上げるために必要な熱量を比熱とよぶ。液体の水の比熱を4.2J/(g･℃)とすると,t1[℃]の氷450gをすべてt2[℃]の状態Bに変えるために必要な熱量は　エ　 kJと求められる。ただし,Q1を6.0kJ/mol,Q2を43kJ/molとし,水の比熱は温度によらず一定の値をとるものとする。

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 中京大学(2013 工)①

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物質の三態の変化に関して,次の実験を行った。以下の問に答えよ。標準大気圧(1.01×105Pa)の下で,ある純物質1molに毎分A[kJ]の熱を加えた。このときの加熱時間と温度の関係を図Ⅰ.１に示した。

問１　図中のab間,bc間,cd間,de間,ef間では,この物質は　　　それぞれどのような状態になっているか。最も適切なもの　　　を次の解答群から1つずつ選べ。　　　①　液体� ②　気体� ③　固体� ④　液体＋気体　　　⑤　液体＋固体� ⑥　気体＋固体� ⑦　液体＋気体＋固体問２　図中のbc間,de間で1molの物質が吸収する熱量はそれぞれ　　　何とよばれているか。最も適切なものを次の解答群から　　　１つずつ選べ。　　　①　凝固熱�②　凝縮熱�③　昇華熱�④　蒸発熱� ⑤　融解熱　⑥　溶解熱問３　図中のcd間で吸収される熱量は何kJか。最も適切な式を次の解答群から1つ選べ。　　　① A　 　② 2A 　　③ 3A 　　④ 4A　　 ⑤ 5A　　 ⑥ 6A

　　　⑦ 7A 　　⑧ 8A 　　⑨ 9A 　　⑩ 10A

問４　この物質の液体1mol,気体1mol,固体1molの温度をそれぞれ1℃上げるのに必要な熱量の式

と表したとき,　ア　,　イ　にあてはまる最も適切な式を次の解答群ア

イを分数で

から１つずつ選べ。ただし,同じ番号を複数回選んでもよい。① A 　② 2A 　③ 3A　④ 4A 　⑤ 5A　⑥ 6A 　⑦ 7A 　⑧ 8A　 ⑨ 9A　⑩ 10A

⑪ T1－T0　 ⑫ T2－T0 　⑬ T2－T1　 ⑭ T3－T0 　 ⑮ T3－T1　　⑯ T3－T2

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 明治大学(2012 文 理工 農 経済 他)

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次の文章を読み,文中の空欄　１,２　に入る最もふさわしいものを各解答群の中から一つ選びなさい。原子量は,次の値を用いなさい。H＝1.0,O＝16.0

下の図は10℃のH2O(液体①) 180gを冷却した際の温度変化(太線)を示したものである。図中の②から③でおこる現象を　１　という。また,②から④まで変化したとき,H2Oが失う熱量は　２　である。なお,水の比熱は4.2J/(g･℃),氷の比熱は2.1J/(g･℃),氷の融解熱は6.0kJ/mol

とする。　

　１　の解答群　A 凝　固 B　融　解 C　蒸　発 D　凝　縮 E　昇　華F　風　解 G　塩　析 H　潮　解

　２　の解答群　A　2kJ以下 　B　58kJ　 　 C　60kJ　 　D　62kJ　 　E　1890kJ

F　1950kJ 　　G　2200kJ 　 H　2970kJ 　　I　7500kJ以上

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 広島大学(2012 教育 理 医 歯 薬 工)一部改

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(ⅰ)　図１の結果をもとにして,1molあたりの水の蒸発熱[J/mol]　　　を表す式を記せ。ただし,H2Oの分子量としてMを用いよ。(ⅱ)　水の比熱は氷の比熱の何倍か。正しいものを以下の①～⑥　　　のうちから一つ選び,番号で答えよ。

　H2Oの状態変化に関する次の文章を読み,(ⅰ)～(ⅲ)の問いに答えよ。圧力を一定に保つことができる密閉容器を温度T1[K]の氷1.00gで満たし,標準大気圧のもとで加熱する実験を行った。図１は,このときH2Oが受け取った熱量q[J]と温度T[K]の関係を表したグラフである。

①

(ⅲ)　容器内の圧力を上げて図１と同様の実験を行うと,T3はどのように変化するか。正しい　　　ものを以下の①～③のうちから一つ選び,番号で答えよ。　　　①　上がる�②　変化しない� ③　下がる

q1

q3－q2

T2－T1

T3－T2× q1

q3－q2

T3－T2

T2－T1× q3－q2

q1

T2－T1

T3－T2×

q3－q2

q1

T3－T2

T2－T1× q4－q3

q2－q1

T2

T3×

② ③

④ ⑤ q2－q1

q4－q3

T3

T2×⑥

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 弘前大学(2012 後期 教育 理工 農学生命科)①

http://fastliver.com/ Manabu Sato(C) 2015

水の状態図の概略を図２に示す。圧力と温度を変えると水の状態は[A],[B]および[C]となる。以下の各問いに答えよ。

問１　図２中の領域,[A],[B]および[C]の状態をそれぞれ記せ。問２　図２中の(a)点と(b)点の名称を示し,それぞれの状態　　　を説明せよ。問３　1molの水について図２中の(ｲ)点から圧力一定(1.01×105Pa)　　　で熱量を加えて(ﾛ)点まで温度を上げた。

　　　(１)　このときの加えた熱量と温度の関係を下の概略図の　　　　　　中から最も適切なものを選び,　　　　　　記号で答えよ。ただし,これらの概略図の軸の縮尺は同じとは限らない。

　　　(２)　固体から液体への状態変化を熱化学方程式で示せ。融解熱の大きさはaからkを用いて　　　　　　表せ。　　　(３)　液体から気体への状態変化を熱化学方程式で示せ。蒸発熱の大きさはaからkを用いて　　　　　　表せ。問４　1molの水について図２中の(ﾛ)点から(ｲ)点に圧力一定(1.01×105Pa)で温度を下げた。　　　(１)　ある点で凝縮が生じる。図２のどの点で生じるか,文章で示せ。　　　(２)　凝縮した場合の熱化学方程式を示せ。凝縮熱の大きさはaからkを用いて表せ。

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 山形大学(2012 農)

http://fastliver.com/ Manabu Sato(C) 2015

(１)　図１の(ｲ),(ﾛ),(ﾊ)で,H2Oはそれぞれどのような状態にあるか,記しなさい。(２)　図１・図２の(a)と(b)を結ぶ曲線の名称を記しなさい。(３)　図１の(c)を出発点として,温度を一定にしたまま圧力を加えていくと,状態はどのよう　　　になるか簡潔に記しなさい。(４)　図２の(d)を出発点として,温度を一定にしたまま圧力を加えていくと,状態はどのよう　　　になるか簡潔に記しなさい。

純物質は,その物質がおかれている温度・圧力によって,状態が決まっている。下の図は,H2OとCO2が,さまざまな温度・圧力のもとでどのような状態にあるかを表したものである。図１・図２の点(a)は三重点とよばれ,固体・液体・気体のすべての状態が共存する点である。また,図１・図２の点(b)は臨界点とよばれる点である。

解 答解 答

Theme 物質の三態に関する問題 東京医科歯科大学(2012 医　歯 )

http://fastliver.com/ Manabu Sato(C) 2015

図１は二酸化炭素の状態図である。この図を用いると,圧力と温度により二酸化炭素が固体,液体,気体のどの状態をとるかを知ることができる。図２は二酸化炭素に関する圧力とモル体積(Vm)の関係を様々な温度で表した等温線を示している。20℃の等温線に注目すると,点Aでは容器内の二酸化炭素は気体である。ピストンで加圧して点Bまで圧縮する間はボイルの法則にほぼ従い,圧力は増加する。ところが,点Cからはそれ以上圧力を上げなくてもピストンを押し込むことができ,点Dを通って点Eまで進む。点Eから点Fまで圧縮するにはさらに大きな圧力が必要となる。次に31℃の等温線に着目すると,圧力の増加によって点Gに達すると気体はすべて液化してしまう。この温度を臨界温度といい,点Gは臨界点と呼ばれる。31℃よりも高い温度ではどんなに圧力を加えても気体を液化することはできない。このとき気体と液体の区別がつかなくなることから,超臨界状態と呼ばれる。二酸化炭素の超臨界流体は,コーヒー豆のカフェイン抽出などに利用されている。

問１　図１の実線で囲まれる領域③,領域④,曲線OY,点Oはそれぞれどういう状態か。　　　ア～ケの中から１つずつ選べ。　　　ア．固体のみが存在する状態� イ．液体のみが存在する状態　　　ウ．気体のみが存在する状態� エ．固体と液体が共存している状態　　　オ．固体と気体が共存している状態� カ．液体と気体が共存している状態　　　キ．固体,液体,気体が共存している状態　　　ク．液体と気体の区別がつかない状態�ケ．ア～クに該当するものはない。問２　図２の点Dおよび点Fは図１のどこに相当するか。ア～カの中から１つずつ選べ。　　　ア．領域①�イ．領域② ウ．領域③ エ．曲線OX上　オ．曲線OY上　カ．曲線OZ上

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