专题3.2 熔化和凝固.doc

第三章 物态变化 第2节 熔化和凝固 一、物态变化 常见的物质有三种状态：________________________。物质可以由一种状态变成另一种状态，这种现象叫做物态变化。 二、熔化和凝固 物质从固态变成液态叫做____________，从液态变成固态叫做____________。不同的物质在熔化时，表现出的情况是不一样的。一类物质在熔化时，虽然继续吸热，但温度不变，直到由固态全部熔化为液态，温度才上升，这类固体称之为____________。另一类物质在熔化时，没有一定不变的温度，在吸热后先变软，再变稀，最后全部变为液态，温度不断升高，这类物质称之为____________。 三、熔点和凝固点 晶体和非晶体的重要区别在于晶体熔化时有一定的熔化温度，叫做_________。而非晶体没有一定的熔点。 凝固是熔化的逆过程。晶体溶液在凝固过程中有一定的凝固温度，叫做__________。非晶体没有凝固点。同一种物质的熔点和凝固点相同，不同物质的熔点和凝固点是不相同的。 四、图象法描述晶体和非晶体的熔化和凝固过程 如图所示是晶体萘的熔化和凝固图象，由图可知：A点开始计时，B点表示t=5 min时萘的温度为80 ℃，此时萘仍全部处于固态。随着时间的推移，萘不断吸收热量，萘吸收的热量全部用于萘的熔化，温度保持不变，所以萘的熔点是80 ℃。BC段与时间轴平行，到C点全部熔化成液态。此后，萘继续吸热升温，如CD段所示。从图象看出，B点是80 ℃固态的萘，C点是80 ℃液态的萘，BC之间是80 ℃固液共存状态的萘。 若从D点起停止加热后，液态萘温度不断降低。当降到E点（80 ℃）时，开始凝固，凝固过程中不断放热，但温度仍保持80 ℃不变，直到F点全部凝固。以后，固态萘放热，温度才开始下降，即图线中FG段。 非晶体熔化和凝固时没有确定的温度，熔化时吸热，温度不断上升。凝固时放热，温度不断下降。如下图所示。 固态、液态、气态 熔化 凝固 晶体 非晶体 熔点 凝固点 一、晶体和非晶体的区别 晶体 非晶体 物质举例 海波、冰、食盐、水晶、明矾、萘、各种金属 松香、玻璃、蜡、沥青 熔点和凝固点 有 学科、网 没有 熔化过程 吸收热量，温度不变 吸收热量，温度升高 凝固过程 放出热量，温度不变 放出热量，温度降低 熔化条件 温度达到熔点，继续吸热 吸收热量 熔化图象 凝固图象 【例题1】如图所示，属于晶体熔化图象的是 A． B． C． D． 参考答案：B 试题解析：晶体熔化最大的特点就是有一定的熔点，在图象中反映出来就是有一段时间它的温度是不随时间变化的。A图是非晶体熔化的图象，不合题意； B图反映了物质在一定温度下熔化，是晶体熔化的图象，符合题意；C图是晶体凝固时的图象，不合题意；D图是非晶体凝固时的图象，不合题意。故选B。 二、固体熔化和凝固过程的规律 固态变成液态的过程，温度变化有两种可能：一种是温度一直升高；另一种是温度升高到一定温度后保持不变，待全部变为液态时温度继续升高。 1．海波、冰、各种金属在熔化时不断吸热，温度保持不变，这类固体有确定的熔化温度叫晶体，晶体熔化时的温度叫熔点。 2．蜡、松香、玻璃、沥青等在熔化过程中不断吸热，温度不断上升，没有确定的熔化温度，这类固体叫非晶体，非晶体没有确定的熔点。 3．晶体在熔化过程中不断吸热，但温度保持不变，非晶体在熔化过程中不断吸热，温度不断上升。 【例题2】如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图象，下列说法正确的是 A．在5 min时，该物质处于固液共存状态 B．在BC段，该物质不吸热 C．该物质凝固过程持续了5 min D．该物质的凝固点是45℃ 参考答案：AD 试题解析：由题图知，有一段时间吸热温度不变，所以该物质是晶体，从第3 min开始熔化，到第6 min结束，为物质的熔化过程；从第12 min开始凝固，到第15 min结束，为物质的凝固过程，故在t=5 min时，该物质处于固液共存状态，故A正确；该物质凝固过程持续了15 min–12 min=3 min，故C错误；在BC段为物质的熔化过程，该物质不断吸热，但温度不变，故B错误；该物质的凝固对应的温度是45 ℃，凝固点为45 ℃，故D正确。故选AD。 三、探究晶体熔化或凝固实验 1．实验器材： 铁架台，石棉网，酒精灯，烧杯，试管，水，温度计，秒表，海波，蜡等。 2．实验步骤： （1）参照图组装实验器材； （2）点燃酒精灯开始加热； （3）待温度升至40 ℃左右，每隔1 min记录一次温度，待海波完全熔化后再记录4~5次； （4）把海波换成蜡的碎块再做一次上述实验。 3．实验分析： 把读取的实验数据记录在表格中，并在坐标纸上作出图象。 4．实验结论： 物质 过程 熔化前 熔化中 熔化后 海波（晶体） 吸热、温度升高 吸热、温度不变 吸热、温度升高 固态 固液共存态 液态 蜡（非晶体） 吸热、温度不断升高 【例题3】小锋同学利用如图所示的装置做探究物质的熔化和凝固实验时： （1）先将固体压碎成粉末或小颗粒，放入试管中再放到盛水的烧杯中加热，这样做是为了让固体物质_________；学科；网 （2）在如图所示的三种观察温度计示数的方法中只有__________是正确的；如果按A所示的方法读取温度数据，则读出的温度值将比实际的要__________； （3）如图记录了在加热过程中，被研究物质的温度随时间变化的情况，通过分析可以知道，这种物质属于_____________体（选填“晶”或“非晶”），它的熔点是_______℃，实验的熔化过程经历了_______ min时间。 参考答案：（1）受热均匀 （2）B 大 （3）晶 50 15 试题解析：（1）将装有固体的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，固体的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度； （2）在读数的时候，视线应该和液面水平，故B正确；如果按A所示的方法读取温度数据，由于视线的偏差，读的数会比实际的大；C是从下往上看，读的数就会偏小。 （3）由图象知，该固体在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔化温度，有一定的熔点，是晶体；从图象可以看出，该物质从第10~25分钟内温度保持50 ℃不变，所以该物质为晶体，且熔点为50 ℃。熔化时间为25分钟–10分钟=15分钟。 1．下列物质中，均属于晶体的一组是 A．塑料、沥青、蜂蜡 B．玻璃、水、石英 C．萘、铁、松香 D．水晶、食盐、黄金 2．如图是某物质熔化时温度随时间变化的图象，根据图象中的信息，判断下列说法正确的是 A．该物质为非晶体 B．该物质的熔点是80 ℃ C．第5 min时物质已全部熔化 D．第10 min时物质处于液态 3．南极科考队使用酒精温度计而不是水银温度计，是由于酒精的 A．沸点低 B．密度小 C．凝固点低 D．熔点高 4．寒冷的冬天，室外的水缸、河面都结冰了，而腌咸鸭蛋的盐水却没有结冰。同学们针对这一现象，提出下列几个问题，其中较有价值又可进行探究的问题是 A．为什么盐水的凝固点比纯水低 B．为什么盐水不结冰而水结冰 C．盐水的凝固点与浓度有什么关系 D．盐水的凝固点与哪些因素有关 5．在探究某种物质的熔化规律时，小刚记录的实验数据如下表所示，下列说法正确的是 A．该物质属于非晶体 B．该物质的温度达到46 ℃时，其状态是液态 C．将50 ℃的该物质放在教室里，它会逐渐凝固 D．将装有该物质的试管放在48 ℃的温水中，该物质会逐渐熔化 6．在北方寒冷的冬天，池塘冰面上的温度为–16 ℃，下列几种情况温度恰为0 ℃的是 A．冰层的上表面 B．冰层的下表面 C．冰层的下面所有的水 D．除了冰层上表面以外的冰 7．飞行全程可使用手机的国产大飞机C919，装有盐城盐都高新区某企业生产的3D打印钛合金垂尾。3D打印的基本流程是，在高能激光的作用下，钛合金粉末_________热量（吸收放出），_________成液态（填物态变化名称），然后按构件形状重新_________成型（填物态变化名称）。 8．干冰在升华的过程中需要从外界_________。如图中，图______是海波（晶体）的熔化图线，图______是沥青（非晶体）的熔化图线。 9．一名登山运动员登上喜马拉雅山归来，宣称在山上见到了“雪怪”，并在山上当场从外衣口袋里掏出钢笔，迅速画下了“雪怪”的图象。从物理学的角度这是不可能的，因为山上温度很低（或低于0 ℃），钢笔中的墨水会发生__________（填物态变化名称），因而无法画出“雪怪”的图象。 10．恩施享有“硒都”之美称。如图是小红探究硒的熔化后所画出的图象，可以判断硒是________（填“晶体”或“非晶体”），bc段表示硒处于___________状态。 11．2018年1月3日毫州大地普降瑞雪，雪形成是空中水蒸气_______（填物态变化名称）而成；大雪之后，环卫工人为了更快地消除路面上坚硬的冰，往冰面上撒“融雪盐”成为有效的辅助手段，其原因主要是冰与盐混合后，能降低冰的_______，加快冰雪的_______。 12．一支正在点燃的蜡烛（如图所示），会有蜡油从燃烧处流下，在蜡油往下流的过程中，又变成固体的小蜡块，在这一过程中，蜡先_______，后又_______，但是蜡没有固定的熔化温度和凝固温度，所以说蜡是_______。 13．如图所示是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。 （1）安装实验器材时，应按照__________（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。 （2）将装海波的试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌，而不是用酒精灯直接加热，目的是使试管内的海波__________。 （3）下表是实验中记录的数据。 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 49 50 51 海波在第6分钟时处于__________状态，海波熔化用了__________min。得出的结论是海波熔化时温度_______________。 14．小明在“探究冰和蜡的熔化规律”时，使用的实验装置如图甲所示。学、科网 （1）蜡在加热过程中某一时刻温度计的示数如图乙所示，温度是_______℃，整个熔化过程实验数据如下表，可以判断蜡属于_______（选填“晶体”或“非晶体”）； 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 蜡的温度/℃ 42 44 46 48 49 50 51 52 （2）向试管中放入碎冰，根据加热过程中记录的数据画出如图丙所示的温度—时间图象，由图象可知：冰的熔点是______℃，冰熔化时_______热，温度____________； （3）小强把冰放入如图丁所示的烧杯中，并未用酒精灯加热，冰也熔化了。于是他认为冰熔化不需要吸收热量，他的想法___________（选填“正确”或“不正确”），他采用这样的装置探究冰的熔化特点是__________（选填“可行”、或“不行”）的。 15．“冻豆腐”内部有许多小孔。关于这些小孔产生的原因，下列说法正确的是 A．豆腐遇冷收缩形成的 B．豆腐受热膨胀形成的 C．豆腐里面的水先汽化膨胀，后液化形成的 D．豆腐里面的水先凝固膨胀，后熔化形成的 16．每到夏日都会有部分地区出现高温天气，一些道路上的沥青会被烤化，斑马线变得扭曲模糊，关于这种情景下列符合上述叙述的图象是 A． B． C． D． 17．已知黄金的熔点是1 064.6 ℃，铱的熔点是2 443.0 ℃，可以有效检测黄金制品中有无铱颗粒的手段是 A．加热至1 064.0 ℃并观察有无铱颗粒 B．加热至1 065.0 ℃并观察有无铱颗粒 C．加热至2 444.0 ℃并观察有无铱颗粒 D．加热至3 507.6 ℃并观察有无铱颗粒 18．在一次“青少年科技创新大赛”中，小志同学发明了一种“神奇恒温杯”，他在双层玻璃杯的夹层中封入适量的海波晶体（熔点为48 ℃），开水倒入杯中后，水温会迅速降至48 ℃左右，并能较长时间保持水温不变。此杯能迅速降低水温主要是利用海波 A．汽化吸热 B．熔化吸热 C．液化放热 D．凝固放热 19．如图所示，某同学做冰的熔化实验时，绘制了温度随时间变化的图象，则根据图象可知 A．冰的熔点是0 ℃ B．冰属于非晶体 C．冰熔化过程需要15分钟 D．熔化过程冰要放热 20．小明猜想水中加入别的物质后，一定会对水的凝固点产生影响，为验证这一猜想，他将盐水用容器盛好放入冰箱，研究盐水的凝固过程。每隔一定时间，小明就观察盐水状态、测出温度，并将凝固过程记录的温度数据画成了凝固图象如图甲所示。 （1）从图象中得到晶体的液态物质在凝固时温度将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）盐水的凝固点为________℃。实验验证了小明的猜想。 （3）如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中如图乙所示，试管中的冰水混合物中的冰会________（选填“变多”、“变少”或“不变”）。 21．（2018·江西）盛夏时节天气炎热，小莉从冰箱里拿出冰水喝了起来，顿时感觉凉爽了，冰块在熔化过程中要_______热量。 22．（2018·烟台）小明在探究”海波熔化时温度的变化规律”的实验时，设计了甲、乙两种方案（如图所示）。实验应选用__________方案，其优点是___________________，实验过程中温度计的变化情况是_______________。 23．（2018·广安）如图是某物质熔化时温度随时间变化的图象，根据图象可知该物质是__________（选填“晶体或“非晶体”），该物质第5 min时处于__________（选填“固”、“液”或“固液共存”）态。 24．（2018·黑龙江省龙东地区）如图是某物质的熔化图象，由图象可知，该物质是__________（填“晶体”或“非晶体”）；熔化过程中，物质的温度__________。（选填“升高”、“降低”或“不变”） 25．（2018·攀枝花）小明利用如图甲所示装置探究冰块熔化的特点，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。 （1）冰的熔化过程持续了________min。 （2）图乙是他根据记录的数据绘制的“温度—时间”图象，由图象可知：冰属于________（选填“晶体”或“非晶体”），这样判断的依据是_________________。 （3）图乙中第4 min时，物质处于________态。 26．（2018·威海）在探究热现象的实验中，小明将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中，并放在一个装有水的大烧杯中进行加热，如图甲所示，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象，如图乙所示，请回答下列问题： （1）将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热，目的是________________________________。 （2）由图乙可知，__________（选填“A”或“B”）是冰，该物质在第4分钟时的状态为_________。 27．（2018·临沂）如图甲所示，是小明“探究物质熔化规律”的实验装置。学科&网 （1）实验中通过水对试管加热，而不是直接加热试管，目的是__________________________。 （2）实验中某时刻温度计示数如图乙所示，该物质此时的温度为___________℃。 （3）实验中每隔一分钟记录一次物质的温度及对应状态，并记录数据，作出温度随时间变化的规律图象，如图丙所示。由图象可知：该物质在熔化过程中吸收热量，温度___________，该物质是___________（选填“晶体”或“非晶体”）。 28．（2018·山西）网上传说，坦桑尼亚一个名叫姆佩巴的学生急于上课，将热牛奶放进了冰箱，令他惊奇的是，这杯热牛奶比同时放入冰箱中的冷牛奶先结冰。有人把这种现象叫做“姆佩巴效应”。你认为传说中的“姆佩巴效应”是真的吗？请你设计一个方案，验证这个说法是否正确。（温馨提示：注意实验方案的可操作性） （1）实验器材：__________________________； （2）实验步骤：__________________________； （3）实验结论：__________________________。 1．D【解析】A．玻璃、沥青、蜂蜡都没有一定的熔点，属非晶体，不合题意；B．水、石英都有一定的熔点或凝固点，属晶体，玻璃是非晶体，不合题意；C．萘、铁是晶体，松香是非晶体，不合题意；D．水晶、食盐、黄金都有一定的熔点，属晶体，故选D。 4．C【解析】此题中的问题是：在同样情况下，室外的水缸、河面的水都结冰了，而腌咸鸭蛋的盐水却没有结冰。这说明水和盐水是不同的，即河水与盐水的含盐量不同，两者的差异可能就是导致两者凝固点不同的原因，据此可提出探究问题：盐水的凝固点和浓度之间有什么关系?选项中的BD价值不大，A探究难度较大。故选C。 5．C【解析】A．由表中数据得，该物质在48 ℃时吸热但温度不变，说明有一定的熔点，所以属晶体，故A错误；B．由表中数据可知，该物质的熔点是48 ℃，在46 ℃时还没有开始熔化，所以是固态，故B错误；C．50 ℃的该物质是液态，将50 ℃的该物质放在教室里，由于教室内的温度通过低于30 ℃，所以它会逐渐放热而凝固，故C正确；D．将装有该物质的试管放在48 ℃的温水中，该物质到达熔点后无法继续吸热，所以不会逐渐熔化，故D错误。故选C。 6．B【解析】A．冰层的上表面与空气接触，温度应为–16 ℃，故A错误；B．根据晶体的熔点可知，在冰层的下表面，即与水接触的地方，若温度低于0 ℃水会结冰，若温度高于0 ℃，冰会熔化，所以接触的地方温度正好为熔点即0 ℃，故B正确；C．从水面开始，再往下，水温会高于0 ℃，故C错误；D．除了冰层下表面以外的冰，温度都低于0 ℃，故D错误；故选B。 7．吸收 熔化 凝固 【解析】钛合金粉末在高温下由固态变成液态，是熔化现象，需要吸热；然后冷却由液态变成固态，按构件形状重新凝固成型。 8．吸热 乙 甲 【解析】干冰在升华的过程中需要从外界吸收热量。甲图中固体不断吸收热量，温度不断升高，符合非晶体的熔化特点，是非晶体的熔化图象，故图甲是沥青的熔化图象；乙图中固体吸收热量，温度升高到达一定温度，吸收热量，温度不变，符合晶体熔化特点，这是海波的熔化图象。 12．熔化 凝固 非晶体 【解析】常温下蜡烛是固态的，变为液态的蜡油的过程叫熔化；液态蜡油变为固态蜡块属于凝固现象；晶体在熔化过程中不断吸热，温度保持不变，非晶体熔化时不断吸收热量，温度不断升高，蜡没有固定的熔化温度和凝固温度，所以说蜡是非晶体。 13．（1）自下而上 （2）均匀受热 （3）固液共存 3 保持不变 【解析】（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度，按照从下而上的顺序进行。 （2）将装有海波的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法，海波的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。学科，网 （3）由表格知，第6 min时，物体处于熔化过程中，所以为固液共存；熔化的时间为：7 min–4 min=3 min；由表格中的数据可知，海波在熔化时吸收热量，但温度保持不变。 15．D【解析】豆腐中含有大量的水分，豆腐冷冻时这些水分就会凝固为小冰晶，同时体积变大，这些小冰晶将整块豆腐挤压成蜂窝形状；待豆腐解冻后，小冰晶熔化为水，就留下了很多小孔。故选D。 16．B【解析】道路上的沥青被烤化，斑马线变得扭曲模糊，是沥青由固态变为液态的过程，叫熔化，由于沥青属于非晶体，所以被烤化过程中，不断的吸热、温度一直在升高，故只有B符合题意，故选B。 17．B【解析】黄金的熔点是1 064.6 ℃，铱的熔点是2 443.0 ℃；温度低于或者等于1 064.6 ℃时，铱一定处于固态，而黄金可能处于固态、液态、固液共存三种状态，因此不能进行区分；温度都等于或高于2 443.0 ℃时，黄金处于液态，铱可能处于固态、液态、固液共存三种状态，因此不能进行区分；当温度高于1 064.6 ℃而低于2 443.0 ℃时，黄金全部处于液态，铱处于固态，因此这个温度范围内如果有铱颗粒，说明黄金制品中掺入铱颗粒。故选B。 18．B【解析】开水倒入杯中后，此时海波晶体被熔化，此过程海波会吸收热量，当水的温度下降到48 ℃以下时，此时海波会凝固，会放出热量，在此过程中水能较长时间保持水温不变。故选B。 19．A【解析】AB．由图象可以看出，冰在熔化的过程中，保持0 ℃不变，即冰的熔点是0 ℃，冰为晶体，故A正确，B错误；C．根据图象可以知道冰熔化过程需要10分钟，故C错误；D．冰是晶体，晶体熔化过程要吸热，故D错误。故选A。 20．（1）不变 （2）–2 （3）变多 【解析】（1）从图象中得到晶体的液态物质在凝固时温度从第10分钟开始到20分钟温度不变化，保持在–2 ℃，故（1）选填不变； （2）盐水的凝固点为–2 ℃； （3）如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐冰水混合物中，如图乙所示，则试管中的冰水混合物温度为0 ℃，盐冰水混合物的温度低于0 ℃，试管中的水放热凝固，可得试管中的冰水混合 物中的冰会变多。 21．吸收 【解析】盛夏时节天气炎热，小莉从冰箱里拿出冰水喝了起来，顿时感觉凉爽了，是因为冰块在熔化过程中要吸收热量。 22．甲 使物质均匀受热 先升高，后不变，再升高 【解析】利用水浴法加热，不但能使试管受热均匀，而且物质的温度上升速度较慢，便于及时记录各个时刻的温度，故应选择甲装置。实验过程中，海波吸收热量，温度升高，海波在熔化过程中温度不变，熔化结束后，温度计示数逐渐变大。所以实验过程中温度计的变化情况是先升高，后不变，再升高。 23．晶体 固液共存 【解析】由图可知，该物质熔化图象上AB段与时间轴平行，表示该物质在熔化过程中不断吸热，温度保持不变，因此该物质为晶体；物质的熔化过程是从第3 min到第7 min，因此在第5 min时晶体处于熔化过程，物质处于固液共存态。 （3）由图象知，图乙中第4 min时，物质还没有熔化，因此物质处于固态。 26．（1）使A、B受热均匀（或AB吸热相同） （2）A 固液共存态 【解析】（1）将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热，目的有二，一是受热均匀，二是可以保证两种物质吸收的热量相等； （2）由如图乙可知，A物质在0 ℃时，吸热温度不再升高，全部熔化为液体后，温度再升高，所以A为晶体，即A是冰；该物质在第4分钟时，处在熔化过程中，有冰也有水，所以状态为固液共存的状态。 27．（1）使物质均匀受热 （2）2 （3）不变 晶体 【解析】（1）将装有固体的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法