内容正文:
专题2.3 熔化和凝固【六大题型】
题型一、熔化和凝固的概念和现象 4
题型二、熔化和凝固吸放热和应用 6
题型三、探究固体的熔化规律 8
题型四、晶体和非晶体的熔化曲线 11
题型五、晶体和非晶体的凝固曲线 13
题型六、熔化和凝固的应用 15
巩固练习 18
提优练习 26
知识点01 物态变化
1、物态变化:物质各种状态间的变化叫做物态变化。
2、水的三种状态及三种状态间的转化:
状态
形状、体积的
固态(冰)
有固定的形状,很难被压缩
液态(水)
没有固定的形状,很难被压缩
气态(水蒸气)
没有固定的形状,容易被压缩
注释:
1、固态、液态、气态是物质常见的三种状态,在常温下呈现固态的物体一般称固体,如:钢铁、食盐等;在常温下呈现液态的物质,一般称为液体,如:水、酒精等;在常温下呈现气态的物质,一般称为气体,如:氧气、二氧化碳等。
2、自然界中的物质通常情况下都有三种状态,如:常温下铁是固态,加热至1535℃时变成液态;加热至2750℃时,变成气态。
知识点02 熔化和凝固
1、熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化,熔化要吸热。
2、凝固:物质从液态变成固态的过程叫凝固,凝固要放热。
3、探究固体熔化时温度的变化规律:
(1)实验器材:酒精灯、烧杯、石棉网、试管、温度计、火柴、搅拌器、三脚架、钟表
(2)实验药品:海波(硫代硫酸钠)、松香
(3)实验装置:
(4)实验内容:
①观察海波熔化时的现象?
②当温度达到40℃后,每隔半分钟记录一次海波的温度。
③当海波开始熔化后继续加热温度是否升高?如果停止加热还能继续熔化吗?
④用记录的数据描点作图。
(5)表格:
t/min
1
1.5
2
2.5
3
……
t水/℃
t海波/℃
海波状态
(6)海波、松香熔化图象:
(7)分析论证:
从描绘出的图象容易看出,海波经过缓慢加热,温度逐渐升高;当温度达到48℃时,海波开始熔化,在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度保持不变直到全部熔化后,温度才继续上升。
松香的熔化过程则不同。由图象可看出,随着不断加热,松香的温度逐渐升高,在此过程中,蜂蜡由硬变软,最后熔化成液体。
注释:1、实验开始时烧杯中的水,可用40℃左右的温水,待测物质的温度升到40℃时,开始记录。
2、应选择较细的试管,以增大海波的受热面积,且装入试管中的海波不宜过多。
3、对海波的加热应较缓慢,为此可在烧杯中加一支温度计,用来监测烧杯中水的温度,一般应使试管内、外温度计的示数差保持在2—3℃左右。
知识点03 熔点和凝固点
1、 晶体与非晶体:
(1)晶体:有些固体在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,这类固体有固定的熔化温度。如:冰、海波、各种金属。
(2)非晶体:有些固体在熔化过程中,不断吸热,温度不断上升,没有固定的熔化温度。如:蜡、松香、玻璃、沥青。
2、熔点和凝固点:
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。
(2)凝固点:晶体凝固时的温度,叫凝固点。
注释:1、有无凝固点是晶体和非晶体的主要区别,同一种晶体的凝固点跟它的熔点相同。
2、晶体熔化的条件是:(1)达到熔点;(2)吸热。
3、晶体和非晶体的区别:
物理过程
晶体
非晶体
熔点和凝固点
有
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
题型一、熔化和凝固的概念和现象
1.(2024·山东济南·三模)济南南部山区滑雪场在银装素裹的冰雪天地里,让大小朋友开心畅玩。为了让游客有更好的体验,滑雪场需要进行人工造雪。造雪机在工作时,不断将水吸入,并持续从前方将水喷出形成“白雾”,然后“白雾”变成“白雪”。如图所示,造雪机在造雪过程中,水发生的最主要物态变化是( )
A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化
【答案】B
【详解】人工造雪机在造雪时,吸入大量的水而产生雪,因此这个“雪”是由“水”变化来的,属于凝固现象,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2024·福建·模拟预测)探秘哈尔滨冰雪大世界的存冰技术:在冰块底下铺一层隔热布,再将由隔热塑胶布、黑色防晒网、岩棉板、草席等保温材料组成的“被子”盖在冰块上,其目的是减缓冰块( )
A.液化 B.熔化 C.升华 D.凝固
【答案】B
【详解】物质由固态变为液态的过程叫做熔化,熔化吸热,由题意可知采取的一系列措施是为了减缓冰块从外界吸收热量,从而减缓冰块熔化。
故选B。
3.(2024·天津河西·二模)如图,商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。关于青铜器铸造过程中的物态变化,下列分析正确的是( )
A.先熔化后凝固 B.先液化后凝固 C.先熔化后凝华 D.先汽化后升华
【答案】A
【详解】在青铜器铸造过程中,工匠将铜料加热化为铜液,铜由固态变为液态,是熔化过程;铜液注入模具后,铜液由液态变为固态,是凝固过程,故A正确,BCD 错误。
故选A。
4.(2024·安徽芜湖·三模)糖画是我国的一种民间艺术。用小勺子将糖汁倒在玻璃上画出戏曲人物、小动物等造型,待糖汁 (填物态变化名称)后,栩栩如生的糖画就制成了。
【答案】凝固
【详解】将糖汁倒在玻璃上上,糖汁放出热量由液态变成固态,属于凝固现象。
题型二、熔化和凝固吸放热和应用
5.(2024·广西南宁·三模)北方冬季贮菜,为防止地窖的菜被冻坏,人们常在地窖里放几桶水,这是利用了水( )
A.凝固放热 B.凝固吸热 C.汽化放热 D.汽化吸热
【答案】A
【详解】北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,这是利用了水在凝固时向外放热,使周围的气温不至于过低,防止地窖的菜被冻坏,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2024·江苏常州·一模)西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品(如图所示).制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔“模具”,在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,蜡会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,青铜液会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,青铜液会放出热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【详解】A.将蜡加热到液态,蜡从固态到液态是熔化过程,此过程吸热,故A错误;
BC.青铜液冷却到固态,青铜液体变成固体的过程是凝固,此过程放热,故B正确,C错误;
D.青铜是晶体,熔化过程温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程温度升高,故D错误。
故选B。
7.(2024·山东临沂·二模)2024年2月20日临沂降下冻雨,沂河栏杆上形成了“冰溜子”(如图)。“冰溜子”的形成( )
A.是液化现象,需要放热 B.是凝华现象,需要吸热
C.是凝固现象,需要放热 D.是升华现象,需要吸热
【答案】C
【详解】“冰溜子”是由水遇冷凝固形成的,凝固过程向外放热,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.(2024·河南濮阳·一模)哈尔滨旅游爆火,吸引了国内外众多游客到访。如图为某游客用舌头舔铁柱的情景(非常危险,请勿模仿),舌头被粘住的原因是舌头上的水遇冷 (填物态变化名称),这个过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。
【答案】 凝固 放热
【详解】[1][2]舌头被粘住的原因是舌头上的水遇冷由液体变为固态,属于凝固,凝固过程需要放热。
题型三、探究固体的熔化规律
9.(2024·湖北武汉·模拟预测)某同学探究萘熔化时温度随时间的变化规律,所用的实验装置如图甲所示。
(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是 ;
(2)在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;
(3)利用“水浴”法加热的好处除了使试管受热均匀,还能 ;
(4)该物质熔化时温度随时间变化的图象如图乙所示,则萘是 (填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 秒表/停表 自下而上 使温度上升缓慢便于测量和记录 晶体
【详解】(1)[1]实验中需要记录温度随时间的变化,因此还需要秒表来测量时间。
(2)[2]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;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,安装实验器材时应按照自下而上的顺序进行。
(3)[3]将试管放入水中加热,这种加热方法称为水浴法加热,水浴法加热的好处是使物体受热均匀且温度上升缓慢便于测量和记录数据。
(4)[4]由图乙可知,有一段时间内温度保持不变,是熔化过程,说明该物质有固定的熔点,可以判断出该物质为晶体。
10.(2024·湖北荆州·模拟预测)2024年1月荆州突降大雪,路面结冰,环卫工人在马路上撒盐,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。如图甲所示,为了弄清其中缘由,小美同学做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,为确定烧杯支架的位置 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是 ℃;
(2)加热一段时间后,小美根据记录的实验数据在丁图中绘制了图象,由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小美又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中图象;再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中图象;由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 需要 -3℃ 晶体 增大 降低
【详解】
(1)[1]在组装实验器材时,要调整烧杯的高度,使烧杯底部与温度计玻璃泡接触,所以需要先点燃酒精灯确定烧杯的高度。
[2]温度计的分度值是1℃,液柱指在0℃以下,所以温度计的示数是-3℃。
(2)[3]由图象知,冰在熔化过程中温度保持不变,所以冰是晶体。
[4]冰在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变,但内能增大。
(3)[5]分析图丁可知,B淡盐水制成的碎冰的熔点为-2℃,C浓盐水制成的碎冰的熔点为-4℃,所以加入盐后冰的熔点将会降低。
11.(2024·陕西西安·模拟预测)在探究“固体的熔化特点”的实验中,将质量相等的A、B两种固体物质分别放入两支相同的试管中,再将两支试管同时放入装有水的大烧杯中加热,如图甲所示。图乙为根据实验数据绘制出的A、B两种物质的温度随时间变化的图像。
(1)组装器材时,最先固定图甲中 (上/中/下)端的位置。某时刻温度计的示数如图甲所示,温度为 ℃;
(2)分析乙中的图像可知,一定属于晶体的是 (A/B)物质;晶体熔化时的特点是吸收热量,温度 ;
(3)若要在第4min时使物质A、B的温度相同,可以适当 (增加/减少)A物质的质量。
【答案】 下 -2 B 不变 减少
【详解】(1)[1]由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定下端的高度;目的是使用酒精灯的外焰加热。
[2]温度计的分度值是1℃,刻度值在0以下,所以图甲所测温度是-2℃。
(2)[3]晶体有熔点。A和B两种物质都在不断吸收热量,物质B在一段时间内吸收热量温度保持不变,物质B有熔点,物质B是晶体。
[4]已知物质B是晶体,在熔化过程中,虽然吸收热量,但温度保持不变,所以晶体熔化时吸收热量,温度不变。
(3)[5]若要在第4min时使物质A、B的温度相同,由图可知A的温度较低,所以可以适当减小A物质的质量,让物质A温度升高的快一些。
12.(2024·广东惠州·三模)习完物态变化后,小明在实验室同时做“探究冰熔化和水沸腾的特点”实验,如图所示。
(1)如图甲,小明把装有碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,而不直接用酒精灯加热,目的是: ;图乙是小明描绘的冰熔化前后温度与时间的关系图像,冰在a点时处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”)
(2)试管中的冰完全熔化为水后,小明继续加热,得到图乙中DE段,可知水的沸点为 ℃,由此判断液面上方的气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压;
【答案】 使碎冰受热均匀 固液共存态 98 低于
【解析】【小题1】(1)[1] 小明把装有碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,这叫水浴法,目的是使碎冰受热均匀,且温度上升缓慢,方便记录数据。
[2] 冰吸收热量温度升高,达到熔点,继续吸收热量,温度保持不变,处于固液共存状态,等冰全部熔化成液态之后,吸收热量,温度不断升高。BC段冰在不断吸热,温度保持不变,属于熔化过程,熔化时处于固液共存态,故冰在a点时处于固液共存态。
(2)[3] 水沸腾时温度保持不变,如图乙中DE段,可知水的沸点为98℃。
[4]沸点与气压有关,在一标准大气压下,水的沸点为100℃,如图水的沸点为98℃,可知液面上方的气压低于1个标准大气压。
题型四、晶体和非晶体的熔化曲线
13.(23-24九年级下·甘肃平凉·期中)如图中A、B两种物质熔化时的温度——时间图像,其中 物质是晶体,在第时,这种晶体处于 状态。
【答案】 A 固液共存
【详解】[1][2]由图可知,A物质是在一定温度下熔化的,并且在5到10分钟温度保持80℃不变,所以该物质是晶体,熔点是80℃。在第9min时,A物质处于熔化过程中,继续吸热,但温度不变,此时为固液共存状态。
14.如图所示,小玉探究物质的熔化规律时,绘制出了加热某两种物质时其温度随时间变化的图像,根据图像可知:
(1)两种物质中,晶体物质的熔点是 ,它在第5min时处于 。
(2)从A到B的过程中,该物质的内能 ,你的判断依据是 。
【答案】 80℃ 固态 增加 物质在熔化过程中需要持续吸热,内能增加
【详解】(1)[1][2]晶体有固定的熔点,熔化过程中温度不变,处于固液共存状态,根据图中信息,晶体物质的熔点为80℃,第5min时该物质温度还未达到熔点,未开始熔化,处于固态。
(2)[3][4]物质在熔化过程中需要持续吸热,物体吸收热量,内能增加,物质在熔化过程中,随着时间的推移,内能是在不断增加的。
15.(2024九年级·山东·专题练习)实验小组对甲、乙两种固体进行加热研究,分别得出其熔化时的温度—时间图像如图所示,由实验结果可知,乙固体是 (选填“晶体”或“非晶体”);甲在AB段过程中 (选填“需要”或“不需要”)吸收热量。
【答案】 非晶体 需要
【详解】[1] 由图像知乙固体在熔化过程中不断吸热,温度持续升高,没有固定的熔点,所以是非晶体。
[2] 由图像知甲有固定的熔点,是晶体,AB段是其熔化阶段,持续吸热,但温度不变。
16.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)小南用海波和石蜡在探究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,绘制的图像如图乙所示,由图像可知:海波的熔化过程经历了 min;结合实验过程及图像信息可得到海波的熔化规律: 。
【答案】 6 海波在熔化过程中,不断吸收热量,温度不变
【详解】[1]由图乙可知,海波从第4min开始熔化,第10min海波熔化结束,所以海波在熔化过程持续的时间为
[2]由图乙可知,海波在熔化过程中,有固定的熔点,是晶体,其熔化过程中持续吸收热量,但温度保持不变。
题型五、晶体和非晶体的凝固曲线
17.(2024·宁夏银川·一模)在下列“温度随时间变化”的图象中,能反映晶体凝固特点的是( )
A. B. C. D.
选择理由:
【答案】 B 晶体在凝固过程中温度保持不变,持续放热,完全凝固后温度降低
【详解】[1][2]根据图象可知,C、D选项没有温度保持不变的直线,所以CD不是晶体,因此排除;图象A不断吸收热量,在某段过程中温度保持不变,是晶体熔化图象。图象B不断放出热量,在某段过程中温度保持不变,是晶体的凝固图象, 故选B。
18.(23-24八年级上·江西九江·期中)如图所示,这是甲、乙两种物质凝固时温度随时间变化的图像,根据图像特征可以判断甲物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。在第8min时,乙物质处于 (选填“液态”、“固态”或“固液共存态”)。
【答案】 非晶体 固液共存态
【详解】[1]由图像可知,甲物质在凝固时放热温度不断下降,没有固定凝固点,故甲物质是非晶体。
[2]乙物质在凝固时,放热温度不变,有固定凝固点,故乙物质是晶体;在第8min时,乙物质处于凝固过程中,是固液共存态。
19.(23-24九年级上·福建南平·期中)如图,这是液态蜡烛和海波在凝固时的温度随时间变化的图像,则 图是表示海波的凝固图像;甲图中的物质在至时间内内能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 甲 减小
【详解】[1]蜡烛是非晶体,海波是晶体,晶体在凝固时,温度保持不变,继续放热,所以甲是海波的凝固图象。
[2]甲图中该物质在t1至t2时间段内处于凝固过程中,是固液共存状态,温度不变,继续放热,因此内能减小。
20.(2024·广东·模拟预测)如图所示,是两种物质在熔化时温度随时间变化的曲线,根据图像可以判断,属于非晶体的是 (选填“甲”或“乙”),在B点停止对乙物质加热;则乙物质 (选填:“会”或“不会”)继续熔化;当停止加热后,乙物质的温度随时间变化如DEF,则E点所表示的物理含义是 。
【答案】 甲 不会 乙物质在210℃开始凝固(乙物质的凝固点是210℃)
【详解】[1]根据图像可以判断,乙熔化过程有吸热温度不变的过程,而甲熔化始终在温度改变,故属于非晶体的是甲。
[2]由于固体 熔化过程中吸收热量,在B点停止对乙物质加热,则乙物质不会继续熔化。
[3]当停止加热后,乙物质的温度随时间变化如DEF,整体是温度降低的趋势,而凝固过程晶体放热温度保持不变,则E点所表示的物理含义是乙物质在210℃开始凝固或乙物质的凝固点是210℃。
题型六、熔化和凝固的应用
21.(23-24八年级上·陕西宝鸡·期中)北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,以防止地窖里的菜冻坏。这是因为当气温下降时,桶里的水 (填物态变化名称)成冰 (选填“吸收”或“放出”)热量,可使地窖的温度不至于太 ,可以避免冻坏蔬菜。家庭用的液化石油气在常温下是用 的方法使气体液化的。
【答案】 凝固 放出 低 压缩体积
【详解】[1][2][3]北方冬天天气寒冷,放在地窖中的水会凝固成冰,在凝固的过程中放出热量,使得周围的温度不至于降的太低,从而防止蔬菜被冻坏。
[4]液化的方法:降低温度和压缩体积。家庭用的液化石油气在常温下是用压缩体积的办法使气体液化的。
22.(2023·安徽宿州·三模)据《周礼》记载,冰鉴是我国智慧的古人发明的可以给食物保鲜的容器,剖面图如图所示。在外部容器内装入冰块,利用冰块 (填物态变化名称)吸热的原理,达到保鲜食物的目的。
【答案】熔化
【详解】物质由固态变为液态的过程叫做熔化,熔化吸收热量;冰块熔化时会吸收热量,能够保鲜食物。
23.北方的冬天,为了更好的保存蔬菜,人们会在菜窖里放几桶水,这是利用水 (填物态变化名称与吸放热情况),使菜窖内温度不会太低;如图所示是冰箱制冷剂循环路线示意图,制冷剂在冷冻室的管子里发生的物态变化名称是 。
【答案】 凝固放热 汽化
【详解】[1]当菜窖里的温度过低,低于水的凝固点时,水凝固放出热量,使菜窖内的温度不会太低。
[2]液态制冷剂在冷冻室内吸收热量汽化,变为气态,循环到压缩机被压缩液化,放出热量。
24.小明发现水中加入别的物质后,会对水的凝固点产生影响,他将一些盐放入水中,并把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,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像,如图所示。
(1)从图中可以看出该盐水的凝固点为 ;第20﹣30min,为 (选填“固态”、“液态”或“固液混合态”),它是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)该盐水凝固过程用了 min;盐水凝固过程中要 (选填“吸热”或“放热”);
(3)由此小明想到:寒冷的冬季,为了出行方便,人们可以向积雪的公路上撒盐,这样可以 (选填“提高”或“降低”)雪的熔点,尽快地融雪。
【答案】 -2℃ 固态 晶体 10 放热 降低
【详解】(1)[1][2][3]由图可知,当温度降为-2℃时,温度保持不变,因此该盐水的凝固点是-2℃;第20~30min是已凝固之后,处于固态,由图可知,该物质在凝固过程中温度不变,持续放热,因此是晶体。
(2)[4][5]该盐水凝固过程持续的时间:20min-10min=10min;盐水凝固过程中要放热。
(3)[6]由此小明想到:寒冷的冬季,为了出行方便,人们可以向积雪的公路上撒盐,这样可以降低雪的熔点,尽快地融雪。
巩固练习
一、单选题
1.(2024·广东·模拟预测)春节期间,哈尔滨冰灯艺术园吸引了众多游客前往参观。有些冰灯制作时,是将水注入模具中,水会结成各种形状的冰块,如题图所示。结成冰块的过程涉及的物态变化是( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.凝固
【答案】D
【详解】结成冰块是液态变固态,是凝固现象,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(2024·辽宁抚顺·三模)如图所示是《天工开物》中记载的古人造兽糖的情景,先将固体状态的糖放入瓦罐中用慢火煎化,然后倒入兽形模具,冷却脱模就成为兽糖。造兽糖过程发生的物态变化是( )
A.仅熔化 B.仅凝固 C.先熔化后凝固 D.先凝固后熔化
【答案】C
【详解】固体状态的糖放入瓦罐中用慢火煎化,熔化成液体状态的糖;将液体状态的糖倒入兽形模具,液体状态的糖凝固成固体状态的兽形糖,所以造兽糖过程发生的物态变化是先熔化后凝固,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)有些冰雕作品制作过程是这样的,将水注入模具中,在低温下,水会逐渐形成冰雕作品,这一过程涉及到的物态变化和对应的吸放热情况说法正确的是( )
A.凝固 放热 B.凝固 吸热 C.凝华 吸热 D.凝华 放热
【答案】A
【详解】水在低温下变成冰的过程属于凝固,凝固会放出热量。
故选A。
4.(2024·广东·模拟预测)根据下面生活中的相应情景,如图所示,滑雪场地内的造雪机在进行人工造雪。其工作原理是:将水注入一个专用喷嘴或喷枪,在那里接触到高压空气,高压空气将水流分割成细小的水滴并喷入寒冷的外部空气中,这些细小的水滴在低温空气中遇冷变成“雪”飘下。在造“雪”过程中,水所发生的物态变化是( )
A.液化 B.凝华 C.汽化 D.凝固
【答案】D
【详解】由题意知,“细小的水滴在低温空气中遇冷变成雪”,此过程中物质由液态变成固态,所以是凝固过程。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(2024·湖北武汉·模拟预测)2024年春节前后,武汉遭遇冻雨灾害天气,冻雨是一种温度低于冷水,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为下的物体上时,会立即变成雨凇(如图所示)。关于雨凇的形成,下列说法正确的是( )
A.是凝固过程,要放出热量
B.是凝固过程,要吸收热量
C.是凝华过程,要放出热量
D.是凝华过程,要吸收热量
【答案】A
【详解】由题意可知,雨凇的形成是从液态转化为固态的过程,是凝固现象,凝固时向外放热。
故选A。
6.在下列温度随时间变化的图像中,能反映玻璃熔化特点的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】玻璃是非晶体,没有固定的熔点。
A.由图像可知,物质吸收热量,温度持续升高,是非晶体熔化的图像,故A符合题意;
B.由图像可知,物质放出热量,温度先降低后不变,然后降低,是晶体凝固的图像,故B不符合题意;
C.由图像可知,物质吸收热量,温度先升高后不变,然后升高,是晶体的熔化图像,故C不符合题意;
D.由图像可知,物质放出热量,温度持续下降,是非晶体凝固的图像,故D不符合题意。
故选A。
7.(23-24九年级下·福建泉州·期中)“糖画”是一种传统民间手工艺。如图,先把糖熬成糖汁,用糖汁在石板上画出造型后,粘在竹签上即可。关于糖的物态变化情况,说法正确的是( )
A.先凝固再液化 B.先液化后凝固 C.先凝固再熔化 D.先熔化后凝固
【答案】D
【详解】先把糖熬成糖汁,这一过程物质从固态变为液态,是熔化过程;在石板上来回浇铸糖汁,等糖汁变成固态,就做好了糖画,这个过程物质从液态变为固态,是凝固现象,因此,整个过程是先熔化再凝固。故D正确,ABC错误。
故选D。
8.(2024·四川广元·二模)如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体 B.萘的熔化过程用了5min
C.萘在B点时为固液共存态 D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
【答案】B
【详解】A.图中奈熔化时温度不变,是晶体,塑料凝固时温度改变,是非晶体;故A错误;
B.萘的熔化从5min开始,10min结束,熔化过程用了10min-5min=5min,故B正确;
C.萘在B点时该到达熔点,是固态,故C错误;
D.塑料是非晶体,与塑料具有相似凝固图象的物质有松香、石蜡,而海波是晶体,故D错误。
故选B。
9.(23-24八年级下·湖南株洲·开学考试)如图甲是“探究某种物体熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的该物体在熔化过程中温度随时间变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.该物体是非晶体
B.熔化过程用了16min
C.用水浴加热是为了使物体受热均匀
D.该物体熔化过程中温度先升高再不变后升高
【答案】C
【详解】A.由图可知,此固体物质在熔化时,吸收热量,温度保持不变,即有固定的熔化温度,因而是晶体,故A错误;
B.该物质从第4min开始熔化,第14min熔化结束,所以整个熔化过程用了
故B错误;
C.采用水浴法加热的好处是可以让试管中固体受热均匀,故C正确;
D.晶体在熔化过程中吸收热量,温度保持不变,故D错误。
故选C。
10.(2024·新疆乌鲁木齐·一模)2022年11月20日—28日新疆阿勒泰遭受近10年以来最强区域性寒潮天气,出现大风、暴雪、降温等极端天气,富蕴县吐尔洪乡最低气温降至零下48.6℃,针对当地极寒天气,应选择什么样的液体温度计( )
液体物质
水银
酒精
甲苯
煤油
熔点
-39℃
-117℃
-95℃
-30℃
A.水银 煤油 B.酒精 煤油 C.甲苯 煤油 D.甲苯 酒精
【答案】D
【详解】水银的凝固点是-39℃,煤油的凝固点是-30℃,-48.6℃时水银和煤油已经凝固,失去了液体的性质,所以不能测量低于其凝固点的温度,酒精的凝固点是-117℃,甲苯的凝固点是-95℃,所以此时可以使用酒精温度计和甲苯温度计。
故选D。
二、填空题
11.(2024·安徽宿州·三模)1个标准大气压下,水的凝固点为0℃。若想让一杯水结成冰,应将这杯水置于 (选填“0℃”“高于0℃”或“低于0℃”)的环境中。
【答案】低于0℃
【详解】水凝固的条件为:温度到达凝固点,且继续放热。若想让一杯水结成冰,应将这杯水置于低于0℃的环境中,这样水才能继续放热,从而凝固成冰。
12.(2024·安徽安庆·三模)如图所示是常见的小吃——炒酸奶,将的低温液氮倒入钢制容器中,然后倒入液体酸奶,①液氮很快消失;②酸奶瞬间凝结成块状;③同时容器上方会冒“白气”。其中发生的物态变化中放热的是 (选填序号即可)。
【答案】②③
【详解】①液氮倒入钢制容器中,液氮由液态变为气态,属于汽化现象,汽化吸热;
②酸奶瞬间凝结成块状,由液态变为固态,属于凝固现象,凝固放热;
③容器上方会冒“白气”,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热。
故选②③。
13.(2024·四川成都·二模)小丽同学将冰放在密闭容器中加热,直到沸腾,绘制成的温度随时间变化的图像如图所示。分析图像可知,冰的熔点为 ℃,冰熔化后在C点时具有的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在D点时的内能。
【答案】 0 小于
【解析】【小题1】[1]冰在熔化过程中,温度保持不变,有固定的熔点,是晶体;冰熔化温度是0℃,熔点是0℃。
[2]冰完全熔化后,在CD过程中要不断吸热,内能增加,所以C点时具有的内能小于在D点时的内能。
14.(2024·安徽六安·一模)如图所示是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将的液态氮和酸奶倒入容器中,液态氮迅速吸收大量热量,使酸奶瞬间 (选填物态变化名称)成块。
【答案】凝固
【详解】液态氮迅速吸收大量热量,导致液态酸奶温度降低,由液态变为固态,物态变化为凝固。
15.(23-24九年级下·安徽合肥·期中)2024年2月底,安徽部分地区大范围降雪给市民出行带来诸多不便,志愿者在街头扫雪铲冰,为大家消除安全隐患。雪打湿了他们的头发又冻成冰,他们的脑袋上挂着冰凌,让人心暖又心疼,冰凌的形成属于 (填物态变化名称)现象。
【答案】凝固
【详解】冰凌是固体,是由液态的水变成的,属于凝固现象。
16.(2024·广东东莞·一模)如图是某液态物质放在室温下凝固时温度随时间变化的图像。由图像可知该物质的熔点是 ℃,第9min比第5min内能 (选填“大”“小”“相等”),第13min该物质处于 态。
【答案】 48 小 固
【详解】[1]由图像可知,该物质5~9min为物质的凝固过程,凝固点为48℃,同一物质的熔点与凝固点相同,则该物质的凝固点为48℃。10~15过程,物质的温度达到室温,温度保持不变。
[2]该物质5~9min,不断放出热量,第9min比第5min内能小。
[3]第13min该物质凝固停止,处于固态。
三、实验题
17.(2024·北京丰台·二模)在探究物质的熔化规律时,小明对某物质进行持续加热,记录的实验数据如下表所示,请回答下列问题。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
物质温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
50
53
56
(1)根据表中的实验数据可以判断该物质是 ;(选填“晶体”或“非晶体”)
(2)当温度达到53℃时,该物质的状态是 ;(选填“固态”或“液态”)
(3)在第4min至第8min的过程中,该物质的内能 。(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
【答案】 晶体 液态 增加
【详解】(1)[1]晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,从表中可以判断出来该物质在4min到第8min温度保持不变,所以该物质是晶体。
(2)[2]从表中可知该物质的熔点是48℃,则当温度达到53℃时,该物质是液态。
(3)[3]在第4min至第8min的过程中,该物质在不断吸收热量,分子无规则运动加剧,内能增大。
18.(2024·湖北孝感·三模)图甲为某物质的凝固图像。
①根据图像可知该物质为 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质在第时处于 态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
②若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 晶体 固液共存 变大
【详解】[1][2]由图甲可知该物质在凝固过程中温度不变,故该物质是晶体;该物质在第时处于凝固过程中,所以处于固液共存态。
[3]由图甲可知该物质凝固点为-2℃,同种物质熔点和凝固点相同,也为-2℃,水的凝固点为0℃,高于该物质的熔点,该物质在熔化过程中温度为-2℃,故将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,试管中的水会凝固成冰,冰的质量变大。
提优练习
一、单选题
1.把冰水混合物放在0℃的房间中,过一段时间后( )
A.冰的质量将增加 B.水的质量将增加
C.温度会低于0℃ D.保持原来的状态
【答案】D
【详解】冰水混合物中水要凝固成冰,需要放热,冰熔化成水要吸热,吸热和放热都需要物体与环境有温度差,这里环境温度为0℃,所以既不能吸热熔化,又不能放热凝固,会保持原来的状态。
故选D。
2.如图甲所示为某物质的熔化图像,根据图像可知 ( )
A.该物质是非晶体
B.第 15min 该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙所示),则试管内水的质量会逐渐增加
D.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙所示),试管中冰的质量会增加
【答案】D
【详解】A.由图甲知,该物质在熔化过程中,温度保持不变,所以是晶体,故A不符合题意;
B.由图甲知,第15min该物质处于熔化过程,而该物质是晶体,所以是固液共存状态,故B不符合题意;
CD.由图甲知,该物质熔化的温度为-2℃,低于标准大气压下冰的熔点,若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,试管中的水会逐渐凝固成冰,那么冰的质量会增加,水的质量会减小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(23-24八年级上·湖北武汉·期末)某实验小组用两套如图甲所示完全相同的加热装置探究固体熔化时温度的变化规律,两套装置的烧杯中都装了相同质量的水,试管中分别装有少量相等体积的固体a和固体b。用酒精灯对它们加热,它们的温度随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.固体a一定是晶体,熔点为,熔化时间持续了
B.固体b一定是非晶体,沸点为,时处于沸腾状态
C.时,试管中的a、b吸收热量温度保持不变,都处于固液共存态
D.后,水中两试管内物质的温度可能会超过
【答案】A
【详解】A.固体a有固定的熔点,因此a为晶体,熔化时的温度为80℃,因此熔点为80℃,固体a从第10min开始熔化到第25min熔化结束,因此熔化时间持续了15min,故A正确;
BC.固体b在加热过程温度先升高后不变,因为采用水浴法加热,当b的温度与水的温度相同时,b的温度不再升高,故不能确定这个不变的温度是b的熔点还是沸点,也不能确定b是晶体还是非晶体,故BC错误;
D.由图可知35min后。a、b物质的温度达到100℃,且温度保持不变,故D错误。
故选A。
二、填空题
4.(23-24九年级上·安徽合肥·期中)如图为关于“55”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为 55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,那么这种颗粒是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】晶体
【详解】如果装的是非晶体,倒入热水后,它吸收热量,温度升高或者同时熔化现象(但熔化时温度也是变化的),放一段时间后,又向外界放出热量,温度降低或同时发生凝固现象(但凝固时温度也是变化的)。不会使杯中水保持一定的温度不变。
如果放的是晶体,当倒入热水后,晶体吸收热量达到熔点熔化,在熔化时温度保持不变,不会使杯水温低于它的熔点;当这种液体在凝固时,向外放出热量,但温度也是保持在凝固点不变,不会使杯水温高于它的凝固点。通过物质在一定温度下熔化和凝固,使杯中水温维持在一定温度不变。故这种物质是晶体。
5.(23-24八年级上·江苏连云港·期中)下表列出了几种物质在一个标准大气压下的熔点和沸点,根据表中数据回答:
若要测量萘的熔点,温度计的玻璃泡里不能选 做测温物质;若要测量固态甲苯的温度,温度计的玻璃泡里应选 做测温物质;若要测量标准大气压下沸水的温度,温度计的玻璃泡里应选 做测温物质。(测温物质:酒精,甲苯)
物质
酒精
甲苯
萘
熔点/℃
-117
-95
80.5
沸点/℃
78.5
111
218
【答案】 酒精 酒精 水银或者甲苯
【详解】[1]由表格数据知,萘的熔点为80.5摄氏度,酒精的沸点为78摄氏度,不能选用酒精作为测量萘熔点的温度计玻璃泡里的测量物质。
[2]固态甲苯的熔点为-95摄氏度,酒精的熔点-117摄氏度,低于甲苯的熔点,萘的熔点为80.5摄氏度,高于甲苯的熔点,所以选用酒精作为测量固态甲苯温度计玻璃泡中的测温物质。
[3]标准大气压下,水的沸点为100摄氏度,而酒精的沸点为78.5摄氏度,低于水的沸点,不能作为此时温度计玻璃泡中的测温物质,甲苯和萘的沸点温度高于100摄氏度,可以作为测量沸水温度计玻璃泡中的测温物质。
6.(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,图中tA、tB两点坐标的温度分别对应是某物质的熔点和沸点,在特定条件下结合物态变化知识分析:
(1)可判断该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),判断的理由是 。
(2)若该物质的温度为t,且tA<t<tB该物质处于 态。
(3)若该物质的温度由Ⅱ区域到Ⅰ区域的过程中,该物质要 热。
(4)若该物质由Ⅲ区域的状态直接到Ⅱ区域状态时,该物质发生 的物态变化。
(5)若该物质为氧,通常情况下,空气中的氧气的温度处于 区域(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
【答案】 晶体 该物质熔化时有熔点 液态或气 放 液化 Ⅲ
【详解】(1)[1][2]因为该物质有熔点,即在熔化时保持一定的温度不变,故该物质是晶体。
(2)[3]该物质的温度高于其熔点,不是固态;温度低于其沸点,没有沸腾,不会全部变成气体,但可以有一部分物质以气态的形式存在(常温下水和水蒸气是共存的)。即可以是液态或者气态。
(3)[4]该物质的温度降低,是要放热的。
(4)[5]物质温度等于沸点,是气态;温度高于熔点且低于沸点时,是气态或者液态。物质由气态变为液态,是液化。
(5)[6]通常情况下,温度高于氧的沸点,故氧是气态。温度处于Ⅲ区域。
三、实验题
7.汽车发动机一般利用水的循环来进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),有资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,如下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
防冻液含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点/℃
-17
-28
-37
-49
-48
-46
-28
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
(1)混合液的凝固点应比本地常年最低气温 10~15℃(选填“高”或“低”);
(2)如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是 ;
(3)某地常年最低气温为-15℃,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 ;
A.30% B.40% C.60% D.90%
(4)长时间使用后,由于水的汽化,水箱中的混合液会减少,与原来相比,混合液的沸点会 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是 。
【答案】 低 先降低后升高 B 升高 见解析
【详解】(1)[1]本地常年最低气温,是最低的温度,而混合液的凝固点,是指混合液到了这温度,就会凝固为固态,但是混合液要处于液态,才能为汽车发动机冷却,混合液不能凝固,混合液的凝固点应比本地常年最低气温低,并且是低10~15℃。
(2)[2]如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,从表格中的数据可以看到,混合液凝固点从-17℃降到-28℃,再降到-37℃、-49℃,然后从-49℃升到-48℃、-46℃、-28℃,即混合液凝固点先降低后升高。
(3)[3]某地常年最低气温为-15℃,而由[1]解析可知,混合液的凝固点应比本地常年最低气温低10~15℃,则混合液的凝固点应该为-25~-30℃,对比表格中的数据,知道合适的有混合液的凝固点为-28℃,对应的防冻液含量40%、90%,但题中说明混合液中防冻液的含量不宜过高,90%不合适,40%合适,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4][5]长时间使用后,由于水的汽化,水箱中的混合液会减少,与原来相比,混合液的沸点会升高;因为水的汽化,水箱中混合液的水会减少,防冻液含量不变,那么防冻液含量会升高,对比表格中的数据可看到,防冻液含量升高时,混合液的沸点也升高,所以该混合液的沸点会升高。
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专题2.3 熔化和凝固【六大题型】
题型一、熔化和凝固的概念和现象 4
题型二、熔化和凝固吸放热和应用 6
题型三、探究固体的熔化规律 8
题型四、晶体和非晶体的熔化曲线 11
题型五、晶体和非晶体的凝固曲线 13
题型六、熔化和凝固的应用 15
巩固练习 18
提优练习 26
知识点01 物态变化
1、物态变化:物质各种状态间的变化叫做物态变化。
2、水的三种状态及三种状态间的转化:
状态
形状、体积的
固态(冰)
有固定的形状,很难被压缩
液态(水)
没有固定的形状,很难被压缩
气态(水蒸气)
没有固定的形状,容易被压缩
注释:
1、固态、液态、气态是物质常见的三种状态,在常温下呈现固态的物体一般称固体,如:钢铁、食盐等;在常温下呈现液态的物质,一般称为液体,如:水、酒精等;在常温下呈现气态的物质,一般称为气体,如:氧气、二氧化碳等。
2、自然界中的物质通常情况下都有三种状态,如:常温下铁是固态,加热至1535℃时变成液态;加热至2750℃时,变成气态。
知识点02 熔化和凝固
1、熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化,熔化要吸热。
2、凝固:物质从液态变成固态的过程叫凝固,凝固要放热。
3、探究固体熔化时温度的变化规律:
(1)实验器材:酒精灯、烧杯、石棉网、试管、温度计、火柴、搅拌器、三脚架、钟表
(2)实验药品:海波(硫代硫酸钠)、松香
(3)实验装置:
(4)实验内容:
①观察海波熔化时的现象?
②当温度达到40℃后,每隔半分钟记录一次海波的温度。
③当海波开始熔化后继续加热温度是否升高?如果停止加热还能继续熔化吗?
④用记录的数据描点作图。
(5)表格:
t/min
1
1.5
2
2.5
3
……
t水/℃
t海波/℃
海波状态
(6)海波、松香熔化图象:
(7)分析论证:
从描绘出的图象容易看出,海波经过缓慢加热,温度逐渐升高;当温度达到48℃时,海波开始熔化,在熔化过程中,虽然继续加热,但海波的温度保持不变直到全部熔化后,温度才继续上升。
松香的熔化过程则不同。由图象可看出,随着不断加热,松香的温度逐渐升高,在此过程中,蜂蜡由硬变软,最后熔化成液体。
注释:1、实验开始时烧杯中的水,可用40℃左右的温水,待测物质的温度升到40℃时,开始记录。
2、应选择较细的试管,以增大海波的受热面积,且装入试管中的海波不宜过多。
3、对海波的加热应较缓慢,为此可在烧杯中加一支温度计,用来监测烧杯中水的温度,一般应使试管内、外温度计的示数差保持在2—3℃左右。
知识点03 熔点和凝固点
1、 晶体与非晶体:
(1)晶体:有些固体在熔化过程中不断吸热,温度却保持不变,这类固体有固定的熔化温度。如:冰、海波、各种金属。
(2)非晶体:有些固体在熔化过程中,不断吸热,温度不断上升,没有固定的熔化温度。如:蜡、松香、玻璃、沥青。
2、熔点和凝固点:
(1)熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。
(2)凝固点:晶体凝固时的温度,叫凝固点。
注释:1、有无凝固点是晶体和非晶体的主要区别,同一种晶体的凝固点跟它的熔点相同。
2、晶体熔化的条件是:(1)达到熔点;(2)吸热。
3、晶体和非晶体的区别:
物理过程
晶体
非晶体
熔点和凝固点
有
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
题型一、熔化和凝固的概念和现象
1.(2024·山东济南·三模)济南南部山区滑雪场在银装素裹的冰雪天地里,让大小朋友开心畅玩。为了让游客有更好的体验,滑雪场需要进行人工造雪。造雪机在工作时,不断将水吸入,并持续从前方将水喷出形成“白雾”,然后“白雾”变成“白雪”。如图所示,造雪机在造雪过程中,水发生的最主要物态变化是( )
A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化
【答案】B
【详解】人工造雪机在造雪时,吸入大量的水而产生雪,因此这个“雪”是由“水”变化来的,属于凝固现象,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(2024·福建·模拟预测)探秘哈尔滨冰雪大世界的存冰技术:在冰块底下铺一层隔热布,再将由隔热塑胶布、黑色防晒网、岩棉板、草席等保温材料组成的“被子”盖在冰块上,其目的是减缓冰块( )
A.液化 B.熔化 C.升华 D.凝固
【答案】B
【详解】物质由固态变为液态的过程叫做熔化,熔化吸热,由题意可知采取的一系列措施是为了减缓冰块从外界吸收热量,从而减缓冰块熔化。
故选B。
3.(2024·天津河西·二模)如图,商周时期,我国劳动人民就熟练掌握了青铜器铸造技术。铸造青铜器时,工匠将铜料加热化为铜液注入模具,铜液在模具中冷却成型,青铜器铸造初步完成。关于青铜器铸造过程中的物态变化,下列分析正确的是( )
A.先熔化后凝固 B.先液化后凝固 C.先熔化后凝华 D.先汽化后升华
【答案】A
【详解】在青铜器铸造过程中,工匠将铜料加热化为铜液,铜由固态变为液态,是熔化过程;铜液注入模具后,铜液由液态变为固态,是凝固过程,故A正确,BCD 错误。
故选A。
4.(2024·安徽芜湖·三模)糖画是我国的一种民间艺术。用小勺子将糖汁倒在玻璃上画出戏曲人物、小动物等造型,待糖汁 (填物态变化名称)后,栩栩如生的糖画就制成了。
【答案】凝固
【详解】将糖汁倒在玻璃上上,糖汁放出热量由液态变成固态,属于凝固现象。
题型二、熔化和凝固吸放热和应用
5.(2024·广西南宁·三模)北方冬季贮菜,为防止地窖的菜被冻坏,人们常在地窖里放几桶水,这是利用了水( )
A.凝固放热 B.凝固吸热 C.汽化放热 D.汽化吸热
【答案】A
【详解】北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,这是利用了水在凝固时向外放热,使周围的气温不至于过低,防止地窖的菜被冻坏,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(2024·江苏常州·一模)西周晋候鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品(如图所示).制作鸟尊等青铜器时,先用泥土制成“内范”,在其外部涂适当厚度的蜡,将蜡雕刻成所需形状,称之为“模”,然后在“模”的外面用泥土制成“外范”。通过加热使蜡液流出形成空腔“模具”,在空腔中倒入青铜液,待青铜液冷却后,打碎“外范”和“内范”,就得到与“模”一样的青铜器。下列分析正确的是( )
A.将蜡加热到液态是熔化过程,蜡会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,青铜液会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,青铜液会放出热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【详解】A.将蜡加热到液态,蜡从固态到液态是熔化过程,此过程吸热,故A错误;
BC.青铜液冷却到固态,青铜液体变成固体的过程是凝固,此过程放热,故B正确,C错误;
D.青铜是晶体,熔化过程温度保持不变,蜡是非晶体,熔化过程温度升高,故D错误。
故选B。
7.(2024·山东临沂·二模)2024年2月20日临沂降下冻雨,沂河栏杆上形成了“冰溜子”(如图)。“冰溜子”的形成( )
A.是液化现象,需要放热 B.是凝华现象,需要吸热
C.是凝固现象,需要放热 D.是升华现象,需要吸热
【答案】C
【详解】“冰溜子”是由水遇冷凝固形成的,凝固过程向外放热,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
8.(2024·河南濮阳·一模)哈尔滨旅游爆火,吸引了国内外众多游客到访。如图为某游客用舌头舔铁柱的情景(非常危险,请勿模仿),舌头被粘住的原因是舌头上的水遇冷 (填物态变化名称),这个过程需要 (选填“吸热”或“放热”)。
【答案】 凝固 放热
【详解】[1][2]舌头被粘住的原因是舌头上的水遇冷由液体变为固态,属于凝固,凝固过程需要放热。
题型三、探究固体的熔化规律
9.(2024·湖北武汉·模拟预测)某同学探究萘熔化时温度随时间的变化规律,所用的实验装置如图甲所示。
(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是 ;
(2)在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;
(3)利用“水浴”法加热的好处除了使试管受热均匀,还能 ;
(4)该物质熔化时温度随时间变化的图象如图乙所示,则萘是 (填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】 秒表/停表 自下而上 使温度上升缓慢便于测量和记录 晶体
【详解】(1)[1]实验中需要记录温度随时间的变化,因此还需要秒表来测量时间。
(2)[2]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;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,安装实验器材时应按照自下而上的顺序进行。
(3)[3]将试管放入水中加热,这种加热方法称为水浴法加热,水浴法加热的好处是使物体受热均匀且温度上升缓慢便于测量和记录数据。
(4)[4]由图乙可知,有一段时间内温度保持不变,是熔化过程,说明该物质有固定的熔点,可以判断出该物质为晶体。
10.(2024·湖北荆州·模拟预测)2024年1月荆州突降大雪,路面结冰,环卫工人在马路上撒盐,使路面的冰及时融化,确保了行人和车辆的出行安全。如图甲所示,为了弄清其中缘由,小美同学做了一组关于冰熔化的实验。
(1)如图乙,在组装实验器材时,为确定烧杯支架的位置 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,则示数是 ℃;
(2)加热一段时间后,小美根据记录的实验数据在丁图中绘制了图象,由此可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”),其在熔化过程中内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)完成上述实验后,小美又取了适量淡盐水制成的碎冰,用相同的热源再次加热,得到丁图中图象;再次取适量浓度更大一些的盐水制成的碎冰,用相同的热源加热,得到丁图中图象;由以上实验可知,加入盐后冰的熔点将会 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 需要 -3℃ 晶体 增大 降低
【详解】
(1)[1]在组装实验器材时,要调整烧杯的高度,使烧杯底部与温度计玻璃泡接触,所以需要先点燃酒精灯确定烧杯的高度。
[2]温度计的分度值是1℃,液柱指在0℃以下,所以温度计的示数是-3℃。
(2)[3]由图象知,冰在熔化过程中温度保持不变,所以冰是晶体。
[4]冰在熔化过程中,不断吸收热量,温度保持不变,但内能增大。
(3)[5]分析图丁可知,B淡盐水制成的碎冰的熔点为-2℃,C浓盐水制成的碎冰的熔点为-4℃,所以加入盐后冰的熔点将会降低。
11.(2024·陕西西安·模拟预测)在探究“固体的熔化特点”的实验中,将质量相等的A、B两种固体物质分别放入两支相同的试管中,再将两支试管同时放入装有水的大烧杯中加热,如图甲所示。图乙为根据实验数据绘制出的A、B两种物质的温度随时间变化的图像。
(1)组装器材时,最先固定图甲中 (上/中/下)端的位置。某时刻温度计的示数如图甲所示,温度为 ℃;
(2)分析乙中的图像可知,一定属于晶体的是 (A/B)物质;晶体熔化时的特点是吸收热量,温度 ;
(3)若要在第4min时使物质A、B的温度相同,可以适当 (增加/减少)A物质的质量。
【答案】 下 -2 B 不变 减少
【详解】(1)[1]由于要用酒精灯的外焰加热,所以需先根据酒精灯固定下端的高度;目的是使用酒精灯的外焰加热。
[2]温度计的分度值是1℃,刻度值在0以下,所以图甲所测温度是-2℃。
(2)[3]晶体有熔点。A和B两种物质都在不断吸收热量,物质B在一段时间内吸收热量温度保持不变,物质B有熔点,物质B是晶体。
[4]已知物质B是晶体,在熔化过程中,虽然吸收热量,但温度保持不变,所以晶体熔化时吸收热量,温度不变。
(3)[5]若要在第4min时使物质A、B的温度相同,由图可知A的温度较低,所以可以适当减小A物质的质量,让物质A温度升高的快一些。
12.(2024·广东惠州·三模)习完物态变化后,小明在实验室同时做“探究冰熔化和水沸腾的特点”实验,如图所示。
(1)如图甲,小明把装有碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,而不直接用酒精灯加热,目的是: ;图乙是小明描绘的冰熔化前后温度与时间的关系图像,冰在a点时处于 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”)
(2)试管中的冰完全熔化为水后,小明继续加热,得到图乙中DE段,可知水的沸点为 ℃,由此判断液面上方的气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)1个标准大气压;
【答案】 使碎冰受热均匀 固液共存态 98 低于
【解析】【小题1】(1)[1] 小明把装有碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,这叫水浴法,目的是使碎冰受热均匀,且温度上升缓慢,方便记录数据。
[2] 冰吸收热量温度升高,达到熔点,继续吸收热量,温度保持不变,处于固液共存状态,等冰全部熔化成液态之后,吸收热量,温度不断升高。BC段冰在不断吸热,温度保持不变,属于熔化过程,熔化时处于固液共存态,故冰在a点时处于固液共存态。
(2)[3] 水沸腾时温度保持不变,如图乙中DE段,可知水的沸点为98℃。
[4]沸点与气压有关,在一标准大气压下,水的沸点为100℃,如图水的沸点为98℃,可知液面上方的气压低于1个标准大气压。
题型四、晶体和非晶体的熔化曲线
13.(23-24九年级下·甘肃平凉·期中)如图中A、B两种物质熔化时的温度——时间图像,其中 物质是晶体,在第时,这种晶体处于 状态。
【答案】 A 固液共存
【详解】[1][2]由图可知,A物质是在一定温度下熔化的,并且在5到10分钟温度保持80℃不变,所以该物质是晶体,熔点是80℃。在第9min时,A物质处于熔化过程中,继续吸热,但温度不变,此时为固液共存状态。
14.如图所示,小玉探究物质的熔化规律时,绘制出了加热某两种物质时其温度随时间变化的图像,根据图像可知:
(1)两种物质中,晶体物质的熔点是 ,它在第5min时处于 。
(2)从A到B的过程中,该物质的内能 ,你的判断依据是 。
【答案】 80℃ 固态 增加 物质在熔化过程中需要持续吸热,内能增加
【详解】(1)[1][2]晶体有固定的熔点,熔化过程中温度不变,处于固液共存状态,根据图中信息,晶体物质的熔点为80℃,第5min时该物质温度还未达到熔点,未开始熔化,处于固态。
(2)[3][4]物质在熔化过程中需要持续吸热,物体吸收热量,内能增加,物质在熔化过程中,随着时间的推移,内能是在不断增加的。
15.(2024九年级·山东·专题练习)实验小组对甲、乙两种固体进行加热研究,分别得出其熔化时的温度—时间图像如图所示,由实验结果可知,乙固体是 (选填“晶体”或“非晶体”);甲在AB段过程中 (选填“需要”或“不需要”)吸收热量。
【答案】 非晶体 需要
【详解】[1] 由图像知乙固体在熔化过程中不断吸热,温度持续升高,没有固定的熔点,所以是非晶体。
[2] 由图像知甲有固定的熔点,是晶体,AB段是其熔化阶段,持续吸热,但温度不变。
16.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)小南用海波和石蜡在探究“固体熔化时温度的变化规律”实验中,绘制的图像如图乙所示,由图像可知:海波的熔化过程经历了 min;结合实验过程及图像信息可得到海波的熔化规律: 。
【答案】 6 海波在熔化过程中,不断吸收热量,温度不变
【详解】[1]由图乙可知,海波从第4min开始熔化,第10min海波熔化结束,所以海波在熔化过程持续的时间为
[2]由图乙可知,海波在熔化过程中,有固定的熔点,是晶体,其熔化过程中持续吸收热量,但温度保持不变。
题型五、晶体和非晶体的凝固曲线
17.(2024·宁夏银川·一模)在下列“温度随时间变化”的图象中,能反映晶体凝固特点的是( )
A. B. C. D.
选择理由:
【答案】 B 晶体在凝固过程中温度保持不变,持续放热,完全凝固后温度降低
【详解】[1][2]根据图象可知,C、D选项没有温度保持不变的直线,所以CD不是晶体,因此排除;图象A不断吸收热量,在某段过程中温度保持不变,是晶体熔化图象。图象B不断放出热量,在某段过程中温度保持不变,是晶体的凝固图象, 故选B。
18.(23-24八年级上·江西九江·期中)如图所示,这是甲、乙两种物质凝固时温度随时间变化的图像,根据图像特征可以判断甲物质是 (选填“晶体”或“非晶体”)。在第8min时,乙物质处于 (选填“液态”、“固态”或“固液共存态”)。
【答案】 非晶体 固液共存态
【详解】[1]由图像可知,甲物质在凝固时放热温度不断下降,没有固定凝固点,故甲物质是非晶体。
[2]乙物质在凝固时,放热温度不变,有固定凝固点,故乙物质是晶体;在第8min时,乙物质处于凝固过程中,是固液共存态。
19.(23-24九年级上·福建南平·期中)如图,这是液态蜡烛和海波在凝固时的温度随时间变化的图像,则 图是表示海波的凝固图像;甲图中的物质在至时间内内能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】 甲 减小
【详解】[1]蜡烛是非晶体,海波是晶体,晶体在凝固时,温度保持不变,继续放热,所以甲是海波的凝固图象。
[2]甲图中该物质在t1至t2时间段内处于凝固过程中,是固液共存状态,温度不变,继续放热,因此内能减小。
20.(2024·广东·模拟预测)如图所示,是两种物质在熔化时温度随时间变化的曲线,根据图像可以判断,属于非晶体的是 (选填“甲”或“乙”),在B点停止对乙物质加热;则乙物质 (选填:“会”或“不会”)继续熔化;当停止加热后,乙物质的温度随时间变化如DEF,则E点所表示的物理含义是 。
【答案】 甲 不会 乙物质在210℃开始凝固(乙物质的凝固点是210℃)
【详解】[1]根据图像可以判断,乙熔化过程有吸热温度不变的过程,而甲熔化始终在温度改变,故属于非晶体的是甲。
[2]由于固体 熔化过程中吸收热量,在B点停止对乙物质加热,则乙物质不会继续熔化。
[3]当停止加热后,乙物质的温度随时间变化如DEF,整体是温度降低的趋势,而凝固过程晶体放热温度保持不变,则E点所表示的物理含义是乙物质在210℃开始凝固或乙物质的凝固点是210℃。
题型六、熔化和凝固的应用
21.(23-24八年级上·陕西宝鸡·期中)北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,以防止地窖里的菜冻坏。这是因为当气温下降时,桶里的水 (填物态变化名称)成冰 (选填“吸收”或“放出”)热量,可使地窖的温度不至于太 ,可以避免冻坏蔬菜。家庭用的液化石油气在常温下是用 的方法使气体液化的。
【答案】 凝固 放出 低 压缩体积
【详解】[1][2][3]北方冬天天气寒冷,放在地窖中的水会凝固成冰,在凝固的过程中放出热量,使得周围的温度不至于降的太低,从而防止蔬菜被冻坏。
[4]液化的方法:降低温度和压缩体积。家庭用的液化石油气在常温下是用压缩体积的办法使气体液化的。
22.(2023·安徽宿州·三模)据《周礼》记载,冰鉴是我国智慧的古人发明的可以给食物保鲜的容器,剖面图如图所示。在外部容器内装入冰块,利用冰块 (填物态变化名称)吸热的原理,达到保鲜食物的目的。
【答案】熔化
【详解】物质由固态变为液态的过程叫做熔化,熔化吸收热量;冰块熔化时会吸收热量,能够保鲜食物。
23.北方的冬天,为了更好的保存蔬菜,人们会在菜窖里放几桶水,这是利用水 (填物态变化名称与吸放热情况),使菜窖内温度不会太低;如图所示是冰箱制冷剂循环路线示意图,制冷剂在冷冻室的管子里发生的物态变化名称是 。
【答案】 凝固放热 汽化
【详解】[1]当菜窖里的温度过低,低于水的凝固点时,水凝固放出热量,使菜窖内的温度不会太低。
[2]液态制冷剂在冷冻室内吸收热量汽化,变为气态,循环到压缩机被压缩液化,放出热量。
24.小明发现水中加入别的物质后,会对水的凝固点产生影响,他将一些盐放入水中,并把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,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像,如图所示。
(1)从图中可以看出该盐水的凝固点为 ;第20﹣30min,为 (选填“固态”、“液态”或“固液混合态”),它是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2)该盐水凝固过程用了 min;盐水凝固过程中要 (选填“吸热”或“放热”);
(3)由此小明想到:寒冷的冬季,为了出行方便,人们可以向积雪的公路上撒盐,这样可以 (选填“提高”或“降低”)雪的熔点,尽快地融雪。
【答案】 -2℃ 固态 晶体 10 放热 降低
【详解】(1)[1][2][3]由图可知,当温度降为-2℃时,温度保持不变,因此该盐水的凝固点是-2℃;第20~30min是已凝固之后,处于固态,由图可知,该物质在凝固过程中温度不变,持续放热,因此是晶体。
(2)[4][5]该盐水凝固过程持续的时间:20min-10min=10min;盐水凝固过程中要放热。
(3)[6]由此小明想到:寒冷的冬季,为了出行方便,人们可以向积雪的公路上撒盐,这样可以降低雪的熔点,尽快地融雪。
巩固练习
一、单选题
1.(2024·广东·模拟预测)春节期间,哈尔滨冰灯艺术园吸引了众多游客前往参观。有些冰灯制作时,是将水注入模具中,水会结成各种形状的冰块,如题图所示。结成冰块的过程涉及的物态变化是( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.凝固
【答案】D
【详解】结成冰块是液态变固态,是凝固现象,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(2024·辽宁抚顺·三模)如图所示是《天工开物》中记载的古人造兽糖的情景,先将固体状态的糖放入瓦罐中用慢火煎化,然后倒入兽形模具,冷却脱模就成为兽糖。造兽糖过程发生的物态变化是( )
A.仅熔化 B.仅凝固 C.先熔化后凝固 D.先凝固后熔化
【答案】C
【详解】固体状态的糖放入瓦罐中用慢火煎化,熔化成液体状态的糖;将液体状态的糖倒入兽形模具,液体状态的糖凝固成固体状态的兽形糖,所以造兽糖过程发生的物态变化是先熔化后凝固,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2024·黑龙江哈尔滨·二模)有些冰雕作品制作过程是这样的,将水注入模具中,在低温下,水会逐渐形成冰雕作品,这一过程涉及到的物态变化和对应的吸放热情况说法正确的是( )
A.凝固 放热 B.凝固 吸热 C.凝华 吸热 D.凝华 放热
【答案】A
【详解】水在低温下变成冰的过程属于凝固,凝固会放出热量。
故选A。
4.(2024·广东·模拟预测)根据下面生活中的相应情景,如图所示,滑雪场地内的造雪机在进行人工造雪。其工作原理是:将水注入一个专用喷嘴或喷枪,在那里接触到高压空气,高压空气将水流分割成细小的水滴并喷入寒冷的外部空气中,这些细小的水滴在低温空气中遇冷变成“雪”飘下。在造“雪”过程中,水所发生的物态变化是( )
A.液化 B.凝华 C.汽化 D.凝固
【答案】D
【详解】由题意知,“细小的水滴在低温空气中遇冷变成雪”,此过程中物质由液态变成固态,所以是凝固过程。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.(2024·湖北武汉·模拟预测)2024年春节前后,武汉遭遇冻雨灾害天气,冻雨是一种温度低于冷水,其外观同一般雨滴相同,当它落到温度为下的物体上时,会立即变成雨凇(如图所示)。关于雨凇的形成,下列说法正确的是( )
A.是凝固过程,要放出热量
B.是凝固过程,要吸收热量
C.是凝华过程,要放出热量
D.是凝华过程,要吸收热量
【答案】A
【详解】由题意可知,雨凇的形成是从液态转化为固态的过程,是凝固现象,凝固时向外放热。
故选A。
6.在下列温度随时间变化的图像中,能反映玻璃熔化特点的是( )
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】玻璃是非晶体,没有固定的熔点。
A.由图像可知,物质吸收热量,温度持续升高,是非晶体熔化的图像,故A符合题意;
B.由图像可知,物质放出热量,温度先降低后不变,然后降低,是晶体凝固的图像,故B不符合题意;
C.由图像可知,物质吸收热量,温度先升高后不变,然后升高,是晶体的熔化图像,故C不符合题意;
D.由图像可知,物质放出热量,温度持续下降,是非晶体凝固的图像,故D不符合题意。
故选A。
7.(23-24九年级下·福建泉州·期中)“糖画”是一种传统民间手工艺。如图,先把糖熬成糖汁,用糖汁在石板上画出造型后,粘在竹签上即可。关于糖的物态变化情况,说法正确的是( )
A.先凝固再液化 B.先液化后凝固 C.先凝固再熔化 D.先熔化后凝固
【答案】D
【详解】先把糖熬成糖汁,这一过程物质从固态变为液态,是熔化过程;在石板上来回浇铸糖汁,等糖汁变成固态,就做好了糖画,这个过程物质从液态变为固态,是凝固现象,因此,整个过程是先熔化再凝固。故D正确,ABC错误。
故选D。
8.(2024·四川广元·二模)如图所示,图甲是萘的熔化图像,图乙是塑料的凝固图像。下列说法正确的是( )
A.萘和塑料都是晶体 B.萘的熔化过程用了5min
C.萘在B点时为固液共存态 D.与塑料具有相似凝固图像的物质有松香、石蜡、海波
【答案】B
【详解】A.图中奈熔化时温度不变,是晶体,塑料凝固时温度改变,是非晶体;故A错误;
B.萘的熔化从5min开始,10min结束,熔化过程用了10min-5min=5min,故B正确;
C.萘在B点时该到达熔点,是固态,故C错误;
D.塑料是非晶体,与塑料具有相似凝固图象的物质有松香、石蜡,而海波是晶体,故D错误。
故选B。
9.(23-24八年级下·湖南株洲·开学考试)如图甲是“探究某种物体熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出的该物体在熔化过程中温度随时间变化的图像。下列说法中正确的是( )
A.该物体是非晶体
B.熔化过程用了16min
C.用水浴加热是为了使物体受热均匀
D.该物体熔化过程中温度先升高再不变后升高
【答案】C
【详解】A.由图可知,此固体物质在熔化时,吸收热量,温度保持不变,即有固定的熔化温度,因而是晶体,故A错误;
B.该物质从第4min开始熔化,第14min熔化结束,所以整个熔化过程用了
故B错误;
C.采用水浴法加热的好处是可以让试管中固体受热均匀,故C正确;
D.晶体在熔化过程中吸收热量,温度保持不变,故D错误。
故选C。
10.(2024·新疆乌鲁木齐·一模)2022年11月20日—28日新疆阿勒泰遭受近10年以来最强区域性寒潮天气,出现大风、暴雪、降温等极端天气,富蕴县吐尔洪乡最低气温降至零下48.6℃,针对当地极寒天气,应选择什么样的液体温度计( )
液体物质
水银
酒精
甲苯
煤油
熔点
-39℃
-117℃
-95℃
-30℃
A.水银 煤油 B.酒精 煤油 C.甲苯 煤油 D.甲苯 酒精
【答案】D
【详解】水银的凝固点是-39℃,煤油的凝固点是-30℃,-48.6℃时水银和煤油已经凝固,失去了液体的性质,所以不能测量低于其凝固点的温度,酒精的凝固点是-117℃,甲苯的凝固点是-95℃,所以此时可以使用酒精温度计和甲苯温度计。
故选D。
二、填空题
11.(2024·安徽宿州·三模)1个标准大气压下,水的凝固点为0℃。若想让一杯水结成冰,应将这杯水置于 (选填“0℃”“高于0℃”或“低于0℃”)的环境中。
【答案】低于0℃
【详解】水凝固的条件为:温度到达凝固点,且继续放热。若想让一杯水结成冰,应将这杯水置于低于0℃的环境中,这样水才能继续放热,从而凝固成冰。
12.(2024·安徽安庆·三模)如图所示是常见的小吃——炒酸奶,将的低温液氮倒入钢制容器中,然后倒入液体酸奶,①液氮很快消失;②酸奶瞬间凝结成块状;③同时容器上方会冒“白气”。其中发生的物态变化中放热的是 (选填序号即可)。
【答案】②③
【详解】①液氮倒入钢制容器中,液氮由液态变为气态,属于汽化现象,汽化吸热;
②酸奶瞬间凝结成块状,由液态变为固态,属于凝固现象,凝固放热;
③容器上方会冒“白气”,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,液化放热。
故选②③。
13.(2024·四川成都·二模)小丽同学将冰放在密闭容器中加热,直到沸腾,绘制成的温度随时间变化的图像如图所示。分析图像可知,冰的熔点为 ℃,冰熔化后在C点时具有的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在D点时的内能。
【答案】 0 小于
【解析】【小题1】[1]冰在熔化过程中,温度保持不变,有固定的熔点,是晶体;冰熔化温度是0℃,熔点是0℃。
[2]冰完全熔化后,在CD过程中要不断吸热,内能增加,所以C点时具有的内能小于在D点时的内能。
14.(2024·安徽六安·一模)如图所示是市面上出售的一种网红食品——“炒酸奶”。将的液态氮和酸奶倒入容器中,液态氮迅速吸收大量热量,使酸奶瞬间 (选填物态变化名称)成块。
【答案】凝固
【详解】液态氮迅速吸收大量热量,导致液态酸奶温度降低,由液态变为固态,物态变化为凝固。
15.(23-24九年级下·安徽合肥·期中)2024年2月底,安徽部分地区大范围降雪给市民出行带来诸多不便,志愿者在街头扫雪铲冰,为大家消除安全隐患。雪打湿了他们的头发又冻成冰,他们的脑袋上挂着冰凌,让人心暖又心疼,冰凌的形成属于 (填物态变化名称)现象。
【答案】凝固
【详解】冰凌是固体,是由液态的水变成的,属于凝固现象。
16.(2024·广东东莞·一模)如图是某液态物质放在室温下凝固时温度随时间变化的图像。由图像可知该物质的熔点是 ℃,第9min比第5min内能 (选填“大”“小”“相等”),第13min该物质处于 态。
【答案】 48 小 固
【详解】[1]由图像可知,该物质5~9min为物质的凝固过程,凝固点为48℃,同一物质的熔点与凝固点相同,则该物质的凝固点为48℃。10~15过程,物质的温度达到室温,温度保持不变。
[2]该物质5~9min,不断放出热量,第9min比第5min内能小。
[3]第13min该物质凝固停止,处于固态。
三、实验题
17.(2024·北京丰台·二模)在探究物质的熔化规律时,小明对某物质进行持续加热,记录的实验数据如下表所示,请回答下列问题。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
物质温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
48
50
53
56
(1)根据表中的实验数据可以判断该物质是 ;(选填“晶体”或“非晶体”)
(2)当温度达到53℃时,该物质的状态是 ;(选填“固态”或“液态”)
(3)在第4min至第8min的过程中,该物质的内能 。(选填“增加”、“减少”或“不变”)。
【答案】 晶体 液态 增加
【详解】(1)[1]晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,从表中可以判断出来该物质在4min到第8min温度保持不变,所以该物质是晶体。
(2)[2]从表中可知该物质的熔点是48℃,则当温度达到53℃时,该物质是液态。
(3)[3]在第4min至第8min的过程中,该物质在不断吸收热量,分子无规则运动加剧,内能增大。
18.(2024·湖北孝感·三模)图甲为某物质的凝固图像。
①根据图像可知该物质为 (选填“晶体”或“非晶体”),该物质在第时处于 态(选填“固”、“液”或“固液共存”);
②若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙),则试管内冰的质量将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 晶体 固液共存 变大
【详解】[1][2]由图甲可知该物质在凝固过程中温度不变,故该物质是晶体;该物质在第时处于凝固过程中,所以处于固液共存态。
[3]由图甲可知该物质凝固点为-2℃,同种物质熔点和凝固点相同,也为-2℃,水的凝固点为0℃,高于该物质的熔点,该物质在熔化过程中温度为-2℃,故将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,试管中的水会凝固成冰,冰的质量变大。
提优练习
一、单选题
1.把冰水混合物放在0℃的房间中,过一段时间后( )
A.冰的质量将增加 B.水的质量将增加
C.温度会低于0℃ D.保持原来的状态
【答案】D
【详解】冰水混合物中水要凝固成冰,需要放热,冰熔化成水要吸热,吸热和放热都需要物体与环境有温度差,这里环境温度为0℃,所以既不能吸热熔化,又不能放热凝固,会保持原来的状态。
故选D。
2.如图甲所示为某物质的熔化图像,根据图像可知 ( )
A.该物质是非晶体
B.第 15min 该物质处于液态
C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙所示),则试管内水的质量会逐渐增加
D.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙所示),试管中冰的质量会增加
【答案】D
【详解】A.由图甲知,该物质在熔化过程中,温度保持不变,所以是晶体,故A不符合题意;
B.由图甲知,第15min该物质处于熔化过程,而该物质是晶体,所以是固液共存状态,故B不符合题意;
CD.由图甲知,该物质熔化的温度为-2℃,低于标准大气压下冰的熔点,若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中,试管中的水会逐渐凝固成冰,那么冰的质量会增加,水的质量会减小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(23-24八年级上·湖北武汉·期末)某实验小组用两套如图甲所示完全相同的加热装置探究固体熔化时温度的变化规律,两套装置的烧杯中都装了相同质量的水,试管中分别装有少量相等体积的固体a和固体b。用酒精灯对它们加热,它们的温度随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.固体a一定是晶体,熔点为,熔化时间持续了
B.固体b一定是非晶体,沸点为,时处于沸腾状态
C.时,试管中的a、b吸收热量温度保持不变,都处于固液共存态
D.后,水中两试管内物质的温度可能会超过
【答案】A
【详解】A.固体a有固定的熔点,因此a为晶体,熔化时的温度为80℃,因此熔点为80℃,固体a从第10min开始熔化到第25min熔化结束,因此熔化时间持续了15min,故A正确;
BC.固体b在加热过程温度先升高后不变,因为采用水浴法加热,当b的温度与水的温度相同时,b的温度不再升高,故不能确定这个不变的温度是b的熔点还是沸点,也不能确定b是晶体还是非晶体,故BC错误;
D.由图可知35min后。a、b物质的温度达到100℃,且温度保持不变,故D错误。
故选A。
二、填空题
4.(23-24九年级上·安徽合肥·期中)如图为关于“55”水杯的图片。将沸水倒入这种杯中摇一摇,便可使水温快速变为 55℃,并在一定时间内保持温度不变,这是因为杯的内壁和外壁间贮存了一种颗粒,那么这种颗粒是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】晶体
【详解】如果装的是非晶体,倒入热水后,它吸收热量,温度升高或者同时熔化现象(但熔化时温度也是变化的),放一段时间后,又向外界放出热量,温度降低或同时发生凝固现象(但凝固时温度也是变化的)。不会使杯中水保持一定的温度不变。
如果放的是晶体,当倒入热水后,晶体吸收热量达到熔点熔化,在熔化时温度保持不变,不会使杯水温低于它的熔点;当这种液体在凝固时,向外放出热量,但温度也是保持在凝固点不变,不会使杯水温高于它的凝固点。通过物质在一定温度下熔化和凝固,使杯中水温维持在一定温度不变。故这种物质是晶体。
5.(23-24八年级上·江苏连云港·期中)下表列出了几种物质在一个标准大气压下的熔点和沸点,根据表中数据回答:
若要测量萘的熔点,温度计的玻璃泡里不能选 做测温物质;若要测量固态甲苯的温度,温度计的玻璃泡里应选 做测温物质;若要测量标准大气压下沸水的温度,温度计的玻璃泡里应选 做测温物质。(测温物质:酒精,甲苯)
物质
酒精
甲苯
萘
熔点/℃
-117
-95
80.5
沸点/℃
78.5
111
218
【答案】 酒精 酒精 水银或者甲苯
【详解】[1]由表格数据知,萘的熔点为80.5摄氏度,酒精的沸点为78摄氏度,不能选用酒精作为测量萘熔点的温度计玻璃泡里的测量物质。
[2]固态甲苯的熔点为-95摄氏度,酒精的熔点-117摄氏度,低于甲苯的熔点,萘的熔点为80.5摄氏度,高于甲苯的熔点,所以选用酒精作为测量固态甲苯温度计玻璃泡中的测温物质。
[3]标准大气压下,水的沸点为100摄氏度,而酒精的沸点为78.5摄氏度,低于水的沸点,不能作为此时温度计玻璃泡中的测温物质,甲苯和萘的沸点温度高于100摄氏度,可以作为测量沸水温度计玻璃泡中的测温物质。
6.(23-24八年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,图中tA、tB两点坐标的温度分别对应是某物质的熔点和沸点,在特定条件下结合物态变化知识分析:
(1)可判断该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),判断的理由是 。
(2)若该物质的温度为t,且tA<t<tB该物质处于 态。
(3)若该物质的温度由Ⅱ区域到Ⅰ区域的过程中,该物质要 热。
(4)若该物质由Ⅲ区域的状态直接到Ⅱ区域状态时,该物质发生 的物态变化。
(5)若该物质为氧,通常情况下,空气中的氧气的温度处于 区域(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
【答案】 晶体 该物质熔化时有熔点 液态或气 放 液化 Ⅲ
【详解】(1)[1][2]因为该物质有熔点,即在熔化时保持一定的温度不变,故该物质是晶体。
(2)[3]该物质的温度高于其熔点,不是固态;温度低于其沸点,没有沸腾,不会全部变成气体,但可以有一部分物质以气态的形式存在(常温下水和水蒸气是共存的)。即可以是液态或者气态。
(3)[4]该物质的温度降低,是要放热的。
(4)[5]物质温度等于沸点,是气态;温度高于熔点且低于沸点时,是气态或者液态。物质由气态变为液态,是液化。
(5)[6]通常情况下,温度高于氧的沸点,故氧是气态。温度处于Ⅲ区域。
三、实验题
7.汽车发动机一般利用水的循环来进行冷却。实际上,水中往往还要加入不易挥发的防冻液(原液),有资料表明,防冻液与水按不同的比例混合,混合液的凝固点、沸点不同,如下表(表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比)。考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果,因此,混合液中防冻液的含量不宜过高。
防冻液含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点/℃
-17
-28
-37
-49
-48
-46
-28
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
(1)混合液的凝固点应比本地常年最低气温 10~15℃(选填“高”或“低”);
(2)如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,则混合液凝固点的变化情况是 ;
(3)某地常年最低气温为-15℃,在下列不同防冻液含量的混合液中,宜选 ;
A.30% B.40% C.60% D.90%
(4)长时间使用后,由于水的汽化,水箱中的混合液会减少,与原来相比,混合液的沸点会 (选填“升高”、“降低”或“不变”),其原因是 。
【答案】 低 先降低后升高 B 升高 见解析
【详解】(1)[1]本地常年最低气温,是最低的温度,而混合液的凝固点,是指混合液到了这温度,就会凝固为固态,但是混合液要处于液态,才能为汽车发动机冷却,混合液不能凝固,混合液的凝固点应比本地常年最低气温低,并且是低10~15℃。
(2)[2]如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%,从表格中的数据可以看到,混合液凝固点从-17℃降到-28℃,再降到-37℃、-49℃,然后从-49℃升到-48℃、-46℃、-28℃,即混合液凝固点先降低后升高。
(3)[3]某地常年最低气温为-15℃,而由[1]解析可知,混合液的凝固点应比本地常年最低气温低10~15℃,则混合液的凝固点应该为-25~-30℃,对比表格中的数据,知道合适的有混合液的凝固点为-28℃,对应的防冻液含量40%、90%,但题中说明混合液中防冻液的含量不宜过高,90%不合适,40%合适,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4][5]长时间使用后,由于水的汽化,水箱中的混合液会减少,与原来相比,混合液的沸点会升高;因为水的汽化,水箱中混合液的水会减少,防冻液含量不变,那么防冻液含量会升高,对比表格中的数据可看到,防冻液含量升高时,混合液的沸点也升高,所以该混合液的沸点会升高。
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