内容正文:
4.4 升华和凝华
目录
2
考点01 升华和凝华的概念及有关现象 2
考点02 升华和凝华的应用 3
考点03 判断吸热还是放热 4
考点04 碘锤实验(选择填空题) 4
考点05 物态变化综合辨析 5
考点06 物质的三态循环图 6
考点07 实验题 8
11
15
考点01 升华和凝华的概念及有关现象
1.下列事例中,属于升华现象的是( )
A.冬天室外冰冻的衣服变于了
B.冬天窗户上的冰花
C.早晨太阳出来后大雾散尽
D.深秋降温前河面上出现的白雾
2.如图所示的雾凇美景是水蒸气 形成的(填物态变化名称)。
3.衣柜里防虫用的樟脑片,过一段时间会变小,最后不见了这是一种( )现象。
A.熔化 B.汽化 C.升华 D.液化
4.如图所示,严冬的早晨拉开窗帘,发现窗户玻璃内侧附着的一层冰花。冰花是由空气中的水蒸气遇冷 形成的,此过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量;北方冬天,室外冰冻的衣服变干 现象。
5.下列物态变化现象中属于升华的是( )
A.雪的形成 B.露珠的形成
C.冬天结冰的衣服直接变干 D.铁块变成铁水
6.如图所示,甲乙丙三图是物质三种状态下的物理模型,则物质由甲图状态变成丙图状态的物态变化名称是 。
7.如图所示,甲、乙、丙的示意图形象反映了物质常见的三种物态分子排列,碘颗粒升华的物态变化过程是( )
A.从甲状态直接变成乙状态 B.从乙状态直接变成丙状态
C.从甲状态直接变成丙状态 D.从丙状态直接变成甲状态
考点02 升华和凝华的应用
8.以抗美援朝为题材的电影《长津湖》,真实再现了志愿军战士英勇无畏,保家卫国的战争场面。电影中,志愿军官兵在零下40摄氏度的极寒中坚守阵地,战士们睫毛上的“冰霜”是由于水蒸气 形成的,此过程需要 热量。
9.《流浪地球》中有一段情节描述了将来某一天,由于太阳辐射的减少,在地球表面,北京气温达-84℃,这里人呼吸时呼出的“白气”已经不是小水滴,而是一些小冰晶,这些冰晶的形成是 (填物态变化名称)现象,在这个过程中,要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
10.在空中喷洒干冰进行人工降雨时,干冰使空中的水蒸气 变成小冰粒,冰粒下降过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量 (填物态变化名称)成水。
11.气象部门实施人工降雨的方式之一是将“干冰”投撒到云层中。“干冰”是固态的二氧化碳;实施人工降雨时,“干冰” 时从周围吸收大量的热,使空气中的水蒸气液化成小水滴或 成小冰晶,下落而形成雨。(填物态变化的名称)
12.前段时间某地方出现较长时间的干旱,气象部门实施人工降雨,用飞机在高空喷洒干冰,干冰进入云层后迅速 成为气体,并从周围吸收大量的热,空气温度急剧下降,使空气中水蒸气 成小冰晶,这些冰晶逐渐变大而下降,遇暖气后 (选填“吸收”或“放出”)热量而熔化为雨滴落到地面。(本题前两空选填物态变化名称)
13.夏天,小明买了一支冰棒,他有以下发现:(1)从冰箱里拿出的冰棒上粘着许多“白花花的粉”;(2)剥去包装纸,冰棒周围会冒出“白气”;(3)把冰棒放进玻璃杯,不一会儿,玻璃杯的外壁就出了“汗”;(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”。以上四个发现中,物态变化名称相同的有 (填序号),这种物态变化名称叫做 ,其过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
考点03 判断吸热还是放热
14.下列物态变化过程中,需要吸热的是( )
A.初春,早晨河面结有薄冰 B.夏天,打开冰棍纸看到“白气”
C.深秋,屋顶的瓦上结了一层霜 D.冬天,冰冻的衣服逐渐变干
15.水是人类生存环境的重要组成部分,地球上的水在一定条件下会在固、液、气三种状态下互相转化。下列说法错误的是( )
A.海洋和湖泊中的水变成水蒸气,属于汽化现象,是吸热过程
B.水蒸气遇到冷空气变成小水滴,属于液化现象,是放热过程
C.水蒸气遇到冷空气变成小冰晶,属于凝华现象,是吸热过程
D.小水滴遇到冷空气变成小冰珠,属于凝固现象,是放热过程
考点04 碘锤实验(选择填空题)
16.密封的锤形玻璃泡内有少量碘颗粒,如图所示,将玻璃泡浸入热水中,玻璃泡内碘颗粒逐渐消失、同时出现紫红色碘蒸气,这是 (物态变化名)过程,需要 (吸/放)热.将玻璃泡从水中取出后,碘蒸气逐渐消失、同时出现碘颗粒,这是 (物态变化名)过程。
17.在密闭的锤形玻璃泡内装入少量的碘颗粒(也称“碘锤”),将“碘锤”浸入开水中,如图所示,可观察到碘颗粒减少,同时弥漫着紫色的碘蒸气,碘的这种物态变化叫 ,需要 热;为避免碘先熔化后汽化,须控制加热的温度 (选填“高于”、“低于”或“等于”)碘的熔点。
18.图甲为探究冰熔化特点的实验装置,图乙为观察“碘锤”中碘物态变化的实验装置。这两个实验都采用了 法加热。图甲的冰在熔化过程中需要 热量;图乙碘锤中的碘颗粒发生 (填物态变化名称,下同),若用酒精灯直接给碘锤进行加热,碘颗粒除了发生上述的物态变化外,还可能会 。(已知标准大气压下,冰和碘的熔点分别时0℃和113.5℃,酒精灯外焰的温度约为800℃)
考点05 物态变化综合辨析
19.如图所示实例中,其物态变化过程与霜的形成同类的是( )
A.清晨小草上的露珠 B.严冬窗玻璃上的冰花
C.烘手器将湿手烘干 D.用水制成的冰
20.物理知识与生活紧密联系。关于日常生活中的现象涉及的物态变化,下列说法正确的是( )
A.春天,冰雪融化汇成溪流是熔化现象,需要放热
B.夏天,自来水管“出汗”是液化现象,需要放热
C.秋天,草丛上凝结的霜是凝固现象,需要吸热
D.冬天,室外冰冻的衣服晾干是汽化现象,需要吸热
21.如图所示,祖国各地有很多自然和人文景观。下列关于它们的说法中正确的是( )
A.甲图是青藏高原冰川,天气暖和之后,冰雪消融,形成水流,这是液化现象
B.乙图是新疆的坎儿井,它是一种地下输水工程,可以有效减少输水过程中水的蒸发
C.丙图是雾都重庆,楼宇间的白雾是由空气中的水蒸气汽化形成的
D.丁图是松花江畔的雾凇,它的形成需要吸收热量,使周围环境温度降低
22.太阳照在地球表面,水蒸发形成水蒸气,当水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,温度降低时产生小水滴或小冰晶,这就产生了千姿百态的云,关于小水滴或小冰晶的说法正确的是( )
A.小水滴的形成是汽化现象,需吸热 B.小水滴的形成是液化现象,需放热
C.小冰晶的形成是凝华现象,需吸热 D.小冰晶的形成是升华现象,需放热
23.下列关于图所示的物理现象,说法正确的是( )
A.甲图中厨房蒸笼冒“白气”是汽化现象,是吸热过程
B.乙图中蜡烛燃烧流出的“烛泪”是熔化现象,是放热过程
C.丙图中寒冷的冬季玻璃上的“冰花”是凝固现象,是放热过程
D.丁图中寒冷的冬季雪人逐渐变小是升华现象,是吸热过程
24.对于下列现象的描述,“变多”、“变少”的过程中吸热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
考点06 物质的三态循环图
25.地球上的水处于不停的运动变化中。下列选项中,对应水的物态变化名称正确的是( )
A. B.
C. D.
26.固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙为固态,由甲到乙是熔化过程
B.乙为液态,由乙到丙是凝固过程
C.丙为液态,由乙到丙是液化过程
D.丙为气态,由丙到甲是凝华过程
27.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图为某物质通过吸、放热在甲、乙、丙三种物态之间进行转化,其中 (选填“甲”“乙”或“丙”)为固态,从甲到丙发生的物态变化是 。
28.物体M通过适当处理,出现三种常见的不同物态(甲、乙、丙),如图所示,以下说法正确的是( )
A.甲为气态 B.乙变丙需要吸收热量
C.丙变甲需要吸收热量 D.丙为液态
29.固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲为液态,由甲到乙是凝固过程,冰的形成与该过程相同
B.乙为液态,由乙到丙是汽化过程,衣服晾干与该过程相同
C.丙为气态,由丙到甲是凝华过程,霜的形成与该过程相同
D.丙为气态,由乙到丙是升华过程,冰雪消融与该过程相同
30.第四章《物态变化》单元复习时,图甲、乙、丙为物理老师在黑板上依次写的板书。
(1)在图甲中,若B为液态,可判断出A为 态;
(2)根据图乙,可判断出B为 态;
(3)根据图丙,可判断出C为 态。
31.如图所示,图中tA 、tB的两点坐标的温度分别对应是某晶体物质的熔点和沸点:
(1)若该物质的温度为t,且 tA<t<tB ,该物质处于 态。
(2)若该物质的温度由Ⅱ区域到I区域时,该物质要 热。
(3)若该晶体物质由Ⅲ区域的状态直接到I区域状态时,该物质发生. (填物态变化名称)物态变化。
考点07 实验题
32.小明用设计了图甲、乙的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯外焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃,上述设计中,更合理的方案是 ,此方案的优点是 ;
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了实验:小明观察到盛有干冰的容器 壁出现一层白霜,白霜是 (填“容器中的水”“容器中的水蒸气”“容器外空气中的水蒸气”)经过凝华形成的。
33.小明设计了如图所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)发现产生紫红色的气体,这是由于碘发生 现象;
(2)接着他们利用干冰做了相关实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量白气。气泡的主要成分是 (选填“白气”“二氧化碳气体”或“水蒸气”),水面上的大量“白气”是 (选填“水蒸气”“液态水”或“二氧化碳气体”)。
34.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中 (甲/乙),此方案可防止碘发生 现象。
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象 (填物态变化)形成的,接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生 (空气/水蒸气/二氧化碳气体),水面上方出现大量白雾,看到的白雾会 (上升/下沉)。
35.碘锤是在密封的玻璃管内装入少量固态碘。
(1)如图甲,小丽同学将碘锤放入热水中、玻璃管中固态碘逐渐消失, (填物态变化的名称)为紫色的碘蒸气并充满玻璃管。
(2)小勇同学认为按照图乙的方法加热碘锤,实验现象更明显。小丽同学通过查阅资料得知:在标准大气压下碘的熔点是113.5℃,水的沸点是100℃,酒精灯的外焰温度可以达到400℃以上、小丽认为,如果按照图乙的方法加热碘锤,碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外,还可能会 并且 (填物态变化的名称);
(3)将甲图中的碘锤从热水中拿出,再放入凉水中,玻璃管中紫色的碘蒸气 (填物态变化的名称)为固态的碘,这个过程碘蒸汽需要 (吸收/放出)热量。
36.如图甲、乙是小金分别做的两个碘升华实验。加热一段时间后,均能观察到紫色的碘蒸气。
实验甲
实验乙
用酒精灯直接加热装有固态碘的碘锤,发现碘锤内出现了碘的蒸气
把装有固态碘的碘锤放入沸水中,发现碘锤内出现了碘的蒸气
碘的熔点:114℃
碘的沸点:184.4℃
水的沸点:100℃
酒精灯火焰的温度:500℃左右
(1)你认为实验 (选填“甲”或“乙”)更能说明碘蒸气是由固态碘直接升华而来的,理由是 ;
(2)下列属于升华现象的是 。
①冬天玻璃表面上结成了冰花
②钢铁在炼钢炉内化成铁水
③用旧的灯泡灯丝变细
④冬天冷冻的衣服也会变干
一、单选题
1.小明将一块冰和一块干冰分别放入甲、乙两个相同的易拉罐中,过了一会观察到不同的现象,甲易拉罐中的冰变成冰水混合物,且外壁出现了一层水珠;乙易拉罐中干冰变小,且外壁有一层霜出现,下列说法不正确的是( )
A.甲易拉罐中出现水是冰熔化形成的
B.甲易拉罐外壁出现水珠是空气中的水蒸气液化形成的
C.乙易拉罐中干冰变小是由于干冰熔化了
D.乙易拉罐中外壁出现霜是空气中的水蒸气凝华形成的。
2.如图所示的知识网络结构为某物质通过放热、吸热呈现甲、乙、丙三种物态间的变化,根据图示所提供的信息,以下论述正确的是( )
A.物质由丙状态变到乙状态,有压缩体积和降低温度两种方式
B.示例中雾凇的形成过程需要放热,是凝固现象
C.分析所给信息,可知该物质在甲状态时是非晶体
D.晨雾的形成过程与该物质由甲到乙的变化过程相同
3.如图是某晶体的物态变化过程,其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是( )
A.甲为液态 B.甲乙的过程需要放热
C.乙丙的过程与雾凇形成过程相同 D.CB段对应的温度为该晶体的凝固点
4.水是人类生存环境的重要组成部分。图中的甲、乙和丙分别是水的三种状态,它们三者之间转化过程的吸热、放热如图所示。下列说法不正确的是( )
A.甲是水蒸气 B.由甲到丙是升华过程
C.露的形成是由甲到乙的过程 D.由乙到甲的过程有两种形式
5.如图甲物质M通过不同的过程,出现三种不同物态。其中M物质在①过程温度随时间变化如图乙的cd段所示,在②过程如图乙的ab段所示,③过程需要吸热。则甲、乙、丙物态依次为( )
A.固、液、气 B.气、液、固
C.液、气、固 D.液、固、气
二、填空题
6.为验证“装在密封试管里的固态碘受热时能直接变成气态”,小华直接将试管用酒精灯加热,如图甲所示;小明将试管浸入装有沸水的烧杯中,如图乙所示,结果两试管都出现了碘蒸气。已知碘的熔点是114℃,火焰温度约为800℃,两图中的固态碘 (填物态变化名称)形成紫色碘蒸气,但由于 ,所以图乙中的碘不会熔化,因此图 (选填“甲”或“乙”)方案较好。停止加热,温度降低,碘蒸气才能凝华说明凝华时会 热量。
7.如图所示,将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到冰水混合物温度低于0oC。这时观察易拉罐的下部和底部,就会发现白霜,请解释白霜形成的过程: ,它在形成过程中要 热量;加盐主要是为了 ,使易拉罐的温度低于0oC,我们更容易看到白霜的形成。
8.如图1所示,舞台上的烟雾效应是利用干冰 (填写物态变化), (填“吸收”或“放出”)大量的热,空气中的水蒸气遇冷 (填写物态变化)形成的。如图2所示,常温下甲、乙两个烧杯,分别盛有冰块和热水,上方均盖有一块玻璃分别为A、B,过一会儿可明显看到A玻璃的 侧出现小水珠,B玻璃的 侧出现小水珠(填“内”或“外”)。
三、实验题
9.如图所示是小红做“观察碘升华”的实验装置。她的操作是在烧杯中放少量的碘,烧杯口放一只装有冷水的烧瓶,用酒精灯给烧杯加热。已知一标准大气压下部分物质的熔点(凝固点)和沸点如下表所示。
物质
水
酒精
煤油
碘
铜
铁
金
熔点(凝固点)/℃
0
-117
-30
113.6
1083
1535
1064
沸点/℃
100
78.5
150
184.25
2360
2750
2500
(1)在用酒精灯对烧杯加热过程中,会观察到 ;停止加热后,会观察到 ,这是因为 发生了 (填物态变化名称);
(2)实验后,在交流与评估时,小华查阅资料了解到酒精灯的火焰温度约为400℃,于是他认为小红所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小红的实验并不能得出碘升华的结论。请你针对小明的质疑,选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验,证明碘直接从固态变为气态,写出实验步骤、实验现象并进行简要分析 。
10.某物理兴趣小组在学习物态变化知识时做了如图实验:
(1)在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒:将碘锤在热水中加热,你会看到瓶内出现 而碘晶粒逐渐消失;将碘锤从热水中拿出擦干,过一会儿在瓶壁上会出现紫色碘颗粒,这是 现象;(填物态变化名称)
(2)为了通过直观现象说明干冰(固态二氧化碳)在常温下易升华这一特点,该小组设计了如下两种方案:
方案1:将一小块干冰放入一瘪的保鲜袋中,并将袋口扎紧,很快看到保鲜袋鼓起,里面充满无色透明气体,如图乙所示。(为安全起见,袋口不能太紧)
方案2:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量白气,如图丙所示。
①方案2中,水面上的大量“白气”是 (选填“水蒸气”、“液态水”或“二氧化碳气体”),气泡的主要成分是 (选填“白气”、“二氧化碳气体”或“水蒸气”),此实验中杯中水温会 (选填“上升”、“下降”或“不变”);
②你认为方案 可以达到实验目的(选填“1”、“2”或“1和2”)。
11.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中,更合理的方案是 (选填“甲”或“乙”),此方案可防止碘发生 现象;
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量白气,如图丙所示。实验中,水中大量的气泡是由 发生 现象而形成的,水面上大量的白雾是水蒸气发生 现象而形成的。看到的白雾会 (选填“上升”或“下沉”);
(3)实验后,碘锤还在热水中,同学们就离开了实验室。第二天再进实验室时,发现碘锤中的碘蒸气不见了,碘锤内壁上出现紫黑色的碘颗粒:
①第一天实验后,他们做的不规范的地方是: ;
②碘锤内壁出现紫黑色的碘颗粒,这是碘蒸气 形成的。
一、综合题
1.阅读短文,回答问题。
北京时间2022年10月9日7时43分,中国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将“夸父一号”卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功,该卫星设计寿命4年,运行在距离地面约720千米的太阳同步晨昏轨道,夸父一号是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星,科学目标瞄准“一磁两暴”,即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射,首次在同一颗卫星上实现太阳高能成像和大气不同层次变化的同时观测,实现中国综合性太阳卫星探测零的突破。
(1)长征二号丁运载火箭中的燃料和氧化剂是 (选填“液”或“气”)态的,它是通过既降低 又加压的方法使气体液化的;
(2)火箭被点燃后,尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时要 ,使周围环境温度不会太高,我们看见火箭刚点燃时周围大量的“白气”是由于水先 后 形成的;
(3)火箭穿过大气层时,由于和空气高速摩擦而使箭体表面温度很高,为了防止烧坏,科学家在箭体表面涂上一层特殊物质(又叫“烧蚀层”),这层物质在高温下发生分解、熔化、 (填物态变化名称)和升华而 (选填“吸热”或“放热”),从而保证温度不至于升得太高。
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4.4 升华和凝华
目录
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考点01 升华和凝华的概念及有关现象 2
考点02 升华和凝华的应用 4
考点03 判断吸热还是放热 6
考点04 碘锤实验(选择填空题) 6
考点05 物态变化综合辨析 8
考点06 物质的三态循环图 10
考点07 实验题 13
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考点01 升华和凝华的概念及有关现象
1.下列事例中,属于升华现象的是( )
A.冬天室外冰冻的衣服变于了
B.冬天窗户上的冰花
C.早晨太阳出来后大雾散尽
D.深秋降温前河面上出现的白雾
【答案】A
【详解】A.冬天室外冰冻的衣服变于了,冰由固态直接变成了气态,属升华现象,故A符合题意;
B.冬天窗户上的冰花,是水蒸气发生凝华现象形成的,故B不符合题意;
C.早晨太阳出来后大雾散尽,是物质由液态变为气态,属汽化现象,故C不符合题意;
D.深秋降温前河面上出现的白雾,是水蒸气液化形成的,故D不符合题意。
故选A。
2.如图所示的雾凇美景是水蒸气 形成的(填物态变化名称)。
【答案】凝华
【详解】雾凇是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象。
3.衣柜里防虫用的樟脑片,过一段时间会变小,最后不见了这是一种( )现象。
A.熔化 B.汽化 C.升华 D.液化
【答案】C
【详解】衣柜里防虫用的樟脑片,过一段时间会变小,最后不见了,樟脑丸由固态直接变成了气态,属于升华现象。
故选C。
4.如图所示,严冬的早晨拉开窗帘,发现窗户玻璃内侧附着的一层冰花。冰花是由空气中的水蒸气遇冷 形成的,此过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量;北方冬天,室外冰冻的衣服变干 现象。
【答案】 凝华 放出 升华
【详解】[1][2][3]冬天玻璃上形成的“冰花”,是室内的水蒸气遇到温度低的玻璃,在其内表面凝华为小冰晶形成的,此过程放出热量;北方冬天,室外冰冻的衣服变干,是由于衣服上的冰直接升华为水蒸气,属于升华现象。
5.下列物态变化现象中属于升华的是( )
A.雪的形成
B.露珠的形成
C.冬天结冰的衣服直接变干
D.铁块变成铁水
【答案】C
【详解】A.物质直接由气态变为固态的过程叫凝华。雪是空气中的水蒸气凝华形成的,故A不符合题意;
B.露珠是空气中的水蒸气液化形成的,故B不符合题意;
C.物质直接由固态变为气态的过程叫升华。冬天结冰的衣服直接变干,衣服中的冰直接变成水蒸气,属于升华现象,故C符合题意;
D.铁块变成铁水属于熔化现象,故D不符合题意。
故选C。
6.如图所示,甲乙丙三图是物质三种状态下的物理模型,则物质由甲图状态变成丙图状态的物态变化名称是 。
【答案】升华
【详解】物质的三态是指:固态、液态、气态;固态物质:分子排列紧密,分子间有强大的作用力,固体有一定的形状和体积;液态物质:分子没有固定的位置,运动比较自由,粒子间的作用力比固体的小,液体没有确定的形状,具有流动性;气态物质:分子极度散乱,间距很大,并以高速向四面八方运动,粒子间的作用力极小,易被压缩,气体具有很强的流动性;故甲是固态,乙是液态,丙图中处于气态,物体从甲固态变成丙气态的过程叫升华。
7.如图所示,甲、乙、丙的示意图形象反映了物质常见的三种物态分子排列,碘颗粒升华的物态变化过程是( )
A.从甲状态直接变成乙状态 B.从乙状态直接变成丙状态
C.从甲状态直接变成丙状态 D.从丙状态直接变成甲状态
【答案】C
【详解】分子间相互作用力,分子间间隙决定:液体有一定的体积,没有一定的形状,固体有固定形状和体积,气体则没有固定形状和体积。所以甲图表示的是固体,乙图表示的是液体,丙图则表示的是气体。升华现象是物质从固态变成气态的过程。
A.从甲状态直接变成乙状态,是固态变成液态的过程,是熔化现象,故A不符合题意;
B.从乙状态直接变成丙状态,是液态直接变成气态的过程,是汽化现象,故B不符合题意;
C.从甲状态直接变成丙状态,是固态变成气态的过程,是升华现象,故C符合题意;
D.从丙状态直接变成甲状态,是气态变成固态的过程,是凝华现象,故D不符合题意。
故选C。
考点02 升华和凝华的应用
8.以抗美援朝为题材的电影《长津湖》,真实再现了志愿军战士英勇无畏,保家卫国的战争场面。电影中,志愿军官兵在零下40摄氏度的极寒中坚守阵地,战士们睫毛上的“冰霜”是由于水蒸气 形成的,此过程需要 热量。
【答案】 凝华 放出
【详解】[1]战士们睫毛上的“冰霜”是由于水蒸气遇冷凝华形成的冰晶。
[2]凝华过程中会放出热量。
9.《流浪地球》中有一段情节描述了将来某一天,由于太阳辐射的减少,在地球表面,北京气温达-84℃,这里人呼吸时呼出的“白气”已经不是小水滴,而是一些小冰晶,这些冰晶的形成是 (填物态变化名称)现象,在这个过程中,要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 凝华 放出
【详解】[1][2]假设北京气温达-84℃,呼出的“白气”已经不是水滴,而是一些小冰晶,这些冰晶是水蒸气直接凝华成的小冰晶,是凝华现象,凝华放热。
10.在空中喷洒干冰进行人工降雨时,干冰使空中的水蒸气 变成小冰粒,冰粒下降过程中 (选填“吸收”或“放出”)热量 (填物态变化名称)成水。
【答案】 凝华 吸收 熔化
【详解】[1][2][3]人工降雨的原理是:干冰升华吸热,空气中的水蒸气遇冷由气态直接凝华成为固态小冰粒,这些小冰粒在下落过程中由固态变成液态熔化形成雨。
11.气象部门实施人工降雨的方式之一是将“干冰”投撒到云层中。“干冰”是固态的二氧化碳;实施人工降雨时,“干冰” 时从周围吸收大量的热,使空气中的水蒸气液化成小水滴或 成小冰晶,下落而形成雨。(填物态变化的名称)
【答案】 升华 凝华
【详解】[1][2]根据物质的物态变化特点可知,干冰被投撒入高空中,升华吸收大量的热,使周围温度迅速降低,高空中的水蒸气遇冷凝华成小冰晶或液化为小水珠,小冰晶在下降过程中遇到暖空气熔化为小水珠,最后小水珠聚集变大落到地面上形成雨。
12.前段时间某地方出现较长时间的干旱,气象部门实施人工降雨,用飞机在高空喷洒干冰,干冰进入云层后迅速 成为气体,并从周围吸收大量的热,空气温度急剧下降,使空气中水蒸气 成小冰晶,这些冰晶逐渐变大而下降,遇暖气后 (选填“吸收”或“放出”)热量而熔化为雨滴落到地面。(本题前两空选填物态变化名称)
【答案】 升华 凝华 吸收
【详解】[1]干冰进入云层后迅速成为气体,物质从固态直接变成气态是升华。
[2]空气中水蒸气变成小冰晶,物质从气态直接变成固态,是凝华。
[3]冰晶逐渐变大而下降变为雨滴落到地面,物质从固态变成液态,是熔化,吸收热量。
13.夏天,小明买了一支冰棒,他有以下发现:(1)从冰箱里拿出的冰棒上粘着许多“白花花的粉”;(2)剥去包装纸,冰棒周围会冒出“白气”;(3)把冰棒放进玻璃杯,不一会儿,玻璃杯的外壁就出了“汗”;(4)再过一会儿,冰棒变成了“水”。以上四个发现中,物态变化名称相同的有 (填序号),这种物态变化名称叫做 ,其过程需要 (选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 (2)(3) 液化 放出
【详解】[1][2][3]物质由气态直接变为固态的过程叫凝华,从冰箱里拿出的冰棒上粘着许多“白花花的粉”,是水蒸气的凝华现象,凝华放热;物质由气态变为液态的过程叫液化,剥去包装纸,冰棒周围会冒出“白气”;是冰棒周围的水蒸气的液化现象,液化放热;把冰棒放进玻璃杯,不一会儿,玻璃杯的外壁就出了“汗”,是水蒸气遇到温度低的玻璃杯壁,液化形成的小水滴,液化放热;物质由固态变为液态的过程叫熔化,再过一会儿,冰棒变成了“水”,是冰的熔化现象,熔化过程吸热。因此,以上四个发现中,物态变化名称相同的有:(2)(3);这种物态变化名称叫做液化,其过程需要放出热量。
考点03 判断吸热还是放热
14.下列物态变化过程中,需要吸热的是( )
A.初春,早晨河面结有薄冰 B.夏天,打开冰棍纸看到“白气”
C.深秋,屋顶的瓦上结了一层霜 D.冬天,冰冻的衣服逐渐变干
【答案】D
【详解】A.河面结冰是凝固现象,凝固放热,故A不符合题意;
B.打开冰棍纸看到的“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴,液化放热,故B不符合题意;
C.屋顶的瓦上结了一层霜是空气中的水蒸气遇到温度低的瓦,在其表面凝华为小冰晶,需要放热,故C不符合题意;
D.冰冻的衣服逐渐变干,是固态冰变为气态水蒸气的升华现象,升华吸热,故D符合题意。
故选D。
15.水是人类生存环境的重要组成部分,地球上的水在一定条件下会在固、液、气三种状态下互相转化。下列说法错误的是( )
A.海洋和湖泊中的水变成水蒸气,属于汽化现象,是吸热过程
B.水蒸气遇到冷空气变成小水滴,属于液化现象,是放热过程
C.水蒸气遇到冷空气变成小冰晶,属于凝华现象,是吸热过程
D.小水滴遇到冷空气变成小冰珠,属于凝固现象,是放热过程
【答案】C
【详解】A.阳光晒暖了海洋,海水吸收热量使水从液态变为气态的水蒸气,这是汽化现象,故A正确,不符合题意;
BC.水蒸气上升到高空中,当水蒸气与冷空气接触后放出热量,液化成小水滴或凝华成小冰珠,故B正确,不符合题意;C错误,符合题意;
D.小水滴遇到冷空气变成小冰珠,属于凝固现象,该过程放出热量,故D正确,不符合题意。
故选C。
考点04 碘锤实验(选择填空题)
16.密封的锤形玻璃泡内有少量碘颗粒,如图所示,将玻璃泡浸入热水中,玻璃泡内碘颗粒逐渐消失、同时出现紫红色碘蒸气,这是 (物态变化名)过程,需要 (吸/放)热.将玻璃泡从水中取出后,碘蒸气逐渐消失、同时出现碘颗粒,这是 (物态变化名)过程。
【答案】 升华 吸 凝华
【详解】[1][2]如图所示,将玻璃泡浸入热水中,玻璃泡内碘颗粒吸收玻璃泡传递的热量逐渐消失、变成紫红色碘蒸气,这是升华过程,此过程需要吸热。
[3]将玻璃泡从水中取出后,玻璃泡温度降低,放出热量,碘蒸气逐渐消失变成碘颗粒,这是凝华现象。
17.在密闭的锤形玻璃泡内装入少量的碘颗粒(也称“碘锤”),将“碘锤”浸入开水中,如图所示,可观察到碘颗粒减少,同时弥漫着紫色的碘蒸气,碘的这种物态变化叫 ,需要 热;为避免碘先熔化后汽化,须控制加热的温度 (选填“高于”、“低于”或“等于”)碘的熔点。
【答案】 升华 吸 低于
【详解】[1][2]固态的碘颗粒变成紫色的碘蒸气的过程叫升华,升华需要吸热。
[3]碘是晶体,碘的温度达到熔点时开始熔化,为避免先熔化后汽化,须控制加热的温度低于点的熔点。
18.图甲为探究冰熔化特点的实验装置,图乙为观察“碘锤”中碘物态变化的实验装置。这两个实验都采用了 法加热。图甲的冰在熔化过程中需要 热量;图乙碘锤中的碘颗粒发生 (填物态变化名称,下同),若用酒精灯直接给碘锤进行加热,碘颗粒除了发生上述的物态变化外,还可能会 。(已知标准大气压下,冰和碘的熔点分别时0℃和113.5℃,酒精灯外焰的温度约为800℃)
【答案】 水浴 吸收 升华 熔化
【详解】[1]探究冰熔化特点的实验和观察“碘锤”中碘物态变化的实验都采用了水浴法加热。
[2]冰熔化过程中吸收热量,温度保持不变。
[3]图乙,“碘锤”在水中加热,热水的温度约为100°C,碘的熔点为113.7°C,水的温度低于碘的熔点,所以碘不会熔化,碘颗粒吸热会从固态直接变为气态,则碘锤中的碘颗粒发生升华。
[4]若用酒精灯直接给碘锤进行加热,酒精灯外焰的温度高于碘的熔点,碘颗粒除了发生上述的物态变化外,还可能会熔化。
考点05 物态变化综合辨析
19.如图所示实例中,其物态变化过程与霜的形成同类的是( )
A.清晨小草上的露珠 B.严冬窗玻璃上的冰花
C.烘手器将湿手烘干 D.用水制成的冰
【答案】B
【详解】霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶。
A.小草上的露珠是水蒸气遇冷液化形成的,故A不符合题意;
B.窗玻璃上的冰花是室内温度较高的水蒸气快速放热后凝华形成的,故B符合题意;
C.烘手器将手烘干,是手上的液态水发生的汽化现象,故C不符合题意;
D.用水制成坚硬的冰,是液态水变为固态冰的凝固过程,故D不符合题意。
故选B。
20.物理知识与生活紧密联系。关于日常生活中的现象涉及的物态变化,下列说法正确的是( )
A.春天,冰雪融化汇成溪流是熔化现象,需要放热
B.夏天,自来水管“出汗”是液化现象,需要放热
C.秋天,草丛上凝结的霜是凝固现象,需要吸热
D.冬天,室外冰冻的衣服晾干是汽化现象,需要吸热
【答案】B
【详解】A.春天,冰雪融化汇成的溪流,是熔化现象,需要吸热,故A错误;
B.夏天,自来水管“出汗”,是空气中的水蒸气遇冷变成的小水珠,是液化现象,需要放热,故B正确;
C.草丛上凝结的霜,是凝华现象,需要放热,故C错误;
D.冬天,室外冰冻的衣服晾干是升华现象,需要吸热,故D错误。
故选B。
21.如图所示,祖国各地有很多自然和人文景观。下列关于它们的说法中正确的是( )
A.甲图是青藏高原冰川,天气暖和之后,冰雪消融,形成水流,这是液化现象
B.乙图是新疆的坎儿井,它是一种地下输水工程,可以有效减少输水过程中水的蒸发
C.丙图是雾都重庆,楼宇间的白雾是由空气中的水蒸气汽化形成的
D.丁图是松花江畔的雾凇,它的形成需要吸收热量,使周围环境温度降低
【答案】B
【详解】A.冰雪消融,冰由固态变成液态,这是熔化现象,故A错误;
B.新疆的坎儿井可有效降低水的温度、减小水的表面积、减小空气流动对水蒸发的影响,因此,可以减少输水过程中水的蒸发,故B正确;
C.白雾是空气中的水蒸气液化形成的小水珠,故C错误;
D.雾凇是由空气中的水蒸气直接凝华形成的固体小冰粒,在凝华过程中需要放出热量,使周围环境温度升高,故D错误。
故选B。
22.太阳照在地球表面,水蒸发形成水蒸气,当水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,温度降低时产生小水滴或小冰晶,这就产生了千姿百态的云,关于小水滴或小冰晶的说法正确的是( )
A.小水滴的形成是汽化现象,需吸热 B.小水滴的形成是液化现象,需放热
C.小冰晶的形成是凝华现象,需吸热 D.小冰晶的形成是升华现象,需放热
【答案】B
【详解】AB.小水滴的形成是液化现象,液化向外放热,故A错误,B正确;
CD.小冰晶的形成是凝华现象,凝华向外放热,故CD错误。
故选B。
23.下列关于图所示的物理现象,说法正确的是( )
A.甲图中厨房蒸笼冒“白气”是汽化现象,是吸热过程
B.乙图中蜡烛燃烧流出的“烛泪”是熔化现象,是放热过程
C.丙图中寒冷的冬季玻璃上的“冰花”是凝固现象,是放热过程
D.丁图中寒冷的冬季雪人逐渐变小是升华现象,是吸热过程
【答案】D
【详解】A.甲图中厨房蒸笼冒“白气”是水蒸气液化成的小水珠,是放热过程,故A错误;
B.乙图中蜡烛燃烧流出的“烛泪”是由固态变为液体的过程,熔化现象,是吸热过程,故B错误;
C.丙图中寒冷的冬季玻璃上的“冰花”是空气中的水蒸气凝华成的小冰晶,是放热过程,故C错误;
D.丁图中寒冷的冬季雪人逐渐变小是雪直接变成水蒸气的过程,是升华现象,是吸热过程,故D正确。
故选D。
24.对于下列现象的描述,“变多”、“变少”的过程中吸热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】C
【详解】①金属盘下的水是水蒸气的液化现象,液化放热;
②樟脑丸变小,是升华现象,升华吸热;
③游泳上岸后身上的水变少,是水的蒸发现象,蒸发吸热;
④推动活塞液态乙醚变多,是气态乙醚的液化现象,液化放热。
综上所述,吸热的有②③。
故选C。
考点06 物质的三态循环图
25.地球上的水处于不停的运动变化中。下列选项中,对应水的物态变化名称正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】地球上的水处于不停的运动变化中,地面上的水吸热汽化成水蒸气,水蒸气上升过程中遇冷放热凝华成冰下降,冰在地面上吸收太阳光的热量熔化成水,以此循环,故ABD错误,C正确。
故选C。
26.固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.乙为固态,由甲到乙是熔化过程
B.乙为液态,由乙到丙是凝固过程
C.丙为液态,由乙到丙是液化过程
D.丙为气态,由丙到甲是凝华过程
【答案】D
【详解】丙到乙放热,丙到甲放热,故丙为气态,又因为甲到乙吸热,所以乙为液态,甲为固态。
A.由甲到乙是熔化过程,但乙为液态,故A错误;
BC.由乙到丙是汽化过程,乙是液态,丙是气态,故BC错误;
D.丙为气态,甲是固态,由丙到甲是凝华过程,故D正确。
故选D。
27.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图为某物质通过吸、放热在甲、乙、丙三种物态之间进行转化,其中 (选填“甲”“乙”或“丙”)为固态,从甲到丙发生的物态变化是 。
【答案】 丙 凝固
【详解】[1]由图分析,乙状态的物质只能放热变为其他状态,而不能通过吸热变为其他物质,则说明乙一定为气态,气态通过放热变成丙,丙吸热变为甲,则说明丙一定为固态,甲为液态。
[2]从甲到丙,物质由液态变为固态,则物态变化为凝固。
28.物体M通过适当处理,出现三种常见的不同物态(甲、乙、丙),如图所示,以下说法正确的是( )
A.甲为气态 B.乙变丙需要吸收热量
C.丙变甲需要吸收热量 D.丙为液态
【答案】D
【详解】由图示知,物态乙通过压缩体积变成物态丙,这个过程是液化过程,需要放热,物态乙是气态,物态丙是液态。那么物态甲是固态,物态甲变成物态乙,需要吸收热量,这是升华过程。物态丙变成物态甲,是液态变成固态的凝固过程,需要放热,温度降低,故ABC错误,D正确。
故选D。
29.固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲为液态,由甲到乙是凝固过程,冰的形成与该过程相同
B.乙为液态,由乙到丙是汽化过程,衣服晾干与该过程相同
C.丙为气态,由丙到甲是凝华过程,霜的形成与该过程相同
D.丙为气态,由乙到丙是升华过程,冰雪消融与该过程相同
【答案】A
【详解】B.由图知,丙放热变化成甲,甲放热变化成乙,而乙吸热直接变化成丙,则丙为气态,甲为液态,乙为固态,故B错误;
A.甲为液态,乙为固态,则甲到乙是凝固过程,如:冰的形成,故A正确;
C.甲为液态,乙为固态,丙为气态,丙到甲是液化过程,如:“白气”的形成,露水的形成等,故C错误;
D.乙到丙是升华过程,如:冰冻的衣服也能晾干,樟脑丸变小等,冰雪消融是熔化过程,故D错误。
故选A。
30.第四章《物态变化》单元复习时,图甲、乙、丙为物理老师在黑板上依次写的板书。
(1)在图甲中,若B为液态,可判断出A为 态;
(2)根据图乙,可判断出B为 态;
(3)根据图丙,可判断出C为 态。
【答案】 固 气 固
【详解】(1)[1]B为液态,A变为B需要吸热,说明A是固态,发生的是熔化。
(2)[2]图乙,A吸热可变为B,因为物态变化都是可逆的,说明B放热可以变为A,又因为B放热可变为C,所以B是气态。
(3)[3]图丙,C吸热可以变为A,C吸热也可以变成B,所以C为固态。
31.如图所示,图中tA 、tB的两点坐标的温度分别对应是某晶体物质的熔点和沸点:
(1)若该物质的温度为t,且 tA<t<tB ,该物质处于 态。
(2)若该物质的温度由Ⅱ区域到I区域时,该物质要 热。
(3)若该晶体物质由Ⅲ区域的状态直接到I区域状态时,该物质发生. (填物态变化名称)物态变化。
【答案】 液 放 凝华
【详解】温度低于熔点时物质是固态,温度高于熔点低于沸点时物质是液态,温度高于沸点时物质是气态;所以,在Ⅰ区域是固态,在Ⅱ区域是液态,在Ⅲ区域是气态。
(1)[1]若该晶体物质的温度,高于熔点低于沸点,则该晶体物质处于Ⅱ区域,是液态。
(2)[2]若该晶体物质的温度由Ⅱ区域到Ⅰ区域时,即从液态变为固态,发生凝固现象,凝固放热。
(3)[3]若该晶体物质由Ⅲ区域的状态直接到Ⅰ区域状态时,即从气态直接到固态,是凝华过程,凝华放热。
考点07 实验题
32.小明用设计了图甲、乙的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯外焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃,上述设计中,更合理的方案是 ,此方案的优点是 ;
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了实验:小明观察到盛有干冰的容器 壁出现一层白霜,白霜是 (填“容器中的水”“容器中的水蒸气”“容器外空气中的水蒸气”)经过凝华形成的。
【答案】 乙 见解析 外 容器外空气中的水蒸气
【详解】(1)[1][2]探究“碘的升华”时,酒精灯外焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃,在加热过程,温度已经超过了碘的熔点,碘可能先熔化,由固态变成液态,再汽化,由液态变成气态的碘蒸气,不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象,故甲实验并不能得出碘升华的结论;乙实验将碘升华管放在水中采用水浴法加热,这是因为在标准大气压下,水的沸点为100℃,碘的温度达不到熔点,不会发生熔化现象,出现的碘蒸气只能是由固态碘直接变成的,能更好地研究碘升华的现象。
(2)[3][4]干冰升华时吸收大量的热,导致容器壁的温度变低,容器外空气中的水蒸气遇到冷的容器外壁时,在容器外壁凝华形成白霜。
33.小明设计了如图所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)发现产生紫红色的气体,这是由于碘发生 现象;
(2)接着他们利用干冰做了相关实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量白气。气泡的主要成分是 (选填“白气”“二氧化碳气体”或“水蒸气”),水面上的大量“白气”是 (选填“水蒸气”“液态水”或“二氧化碳气体”)。
【答案】 升华 二氧化碳气体 液态水
【详解】(1)[1]固态碘吸收热量,直接变成碘蒸气,是升华现象,升华吸热。
(2)[2][3]向水中放入一小块干冰,干冰发生升华现象,产生大量的二氧化碳气体,所以水中大量气泡的主要成分是二氧化碳气体;水面上大量的白气是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故水面上的大量“白气”是液态水。
34.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中 (甲/乙),此方案可防止碘发生 现象。
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:小明观察盛有干冰的容器外壁出现一层白霜的现象 (填物态变化)形成的,接着他用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生 (空气/水蒸气/二氧化碳气体),水面上方出现大量白雾,看到的白雾会 (上升/下沉)。
【答案】 乙 熔化 凝华 二氧化碳气体 下沉
【详解】(1)[1][2]若用酒精灯火焰直接对碘升华管加热,因为酒精灯火焰的温度高于碘的熔点,碘可能熔化,而不是升华成为气体。而采用图乙中的水浴法对碘升华管加热,因为标准大气压下水的沸点为100℃,沸腾后水温保持在沸点不变,故碘升华管的温度不会高于100℃,不会导致碘的熔化。
(2)[3]装有干冰的烧杯温度非常低,空气中的水蒸气遇到低温的烧杯,直接凝华为固体,这就是我们看到的霜。
[4]干冰极易升华,将干冰放入常温水中时,干冰直接升华为二氧化碳气体,所以水中气泡中的物质是二氧化碳气体。
[5]烧杯中的干冰在升华时,从周围吸收大量的热,空气中的水蒸气温度降低液化成为小水珠,就是我们看到的雾。因为烧杯周围的空气温度低,密度大,所以空气连同其中的雾滴是向下运动的。
35.碘锤是在密封的玻璃管内装入少量固态碘。
(1)如图甲,小丽同学将碘锤放入热水中、玻璃管中固态碘逐渐消失, (填物态变化的名称)为紫色的碘蒸气并充满玻璃管。
(2)小勇同学认为按照图乙的方法加热碘锤,实验现象更明显。小丽同学通过查阅资料得知:在标准大气压下碘的熔点是113.5℃,水的沸点是100℃,酒精灯的外焰温度可以达到400℃以上、小丽认为,如果按照图乙的方法加热碘锤,碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外,还可能会 并且 (填物态变化的名称);
(3)将甲图中的碘锤从热水中拿出,再放入凉水中,玻璃管中紫色的碘蒸气 (填物态变化的名称)为固态的碘,这个过程碘蒸汽需要 (吸收/放出)热量。
【答案】 升华 熔化 汽化 凝华 放出
【详解】(1)[1]将碘锤放入热水中,玻璃管中固态碘变为紫色的碘蒸气,所以,此过程的物态变化为升华,樟脑丸变小也是由固态变为气态,属于升华现象。
(2)[2][3]直接在酒精灯上加热,当玻璃管温度达到碘的熔点113.5℃时,固态的碘就会熔化成液态碘,随着玻璃管的温度继续升高,液态碘又会汽化成碘蒸气,所以碘颗粒除了发生图甲中的物态变化外,还可能会发生熔化和汽化。
(3)[4][5]碘锤从热水中拿出,再放入凉水中,玻璃管中的碘蒸气遇冷,放出热量,凝华成固态碘,所以此过程是放出热量。
36.如图甲、乙是小金分别做的两个碘升华实验。加热一段时间后,均能观察到紫色的碘蒸气。
实验甲
实验乙
用酒精灯直接加热装有固态碘的碘锤,发现碘锤内出现了碘的蒸气
把装有固态碘的碘锤放入沸水中,发现碘锤内出现了碘的蒸气
碘的熔点:114℃
碘的沸点:184.4℃
水的沸点:100℃
酒精灯火焰的温度:500℃左右
(1)你认为实验 (选填“甲”或“乙”)更能说明碘蒸气是由固态碘直接升华而来的,理由是 ;
(2)下列属于升华现象的是 。
①冬天玻璃表面上结成了冰花
②钢铁在炼钢炉内化成铁水
③用旧的灯泡灯丝变细
④冬天冷冻的衣服也会变干
【答案】 乙 见解析 ③④
【详解】(1)[1][2]酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点的温度,可能使碘先熔化再汽化,不能说明“碘的升华”;沸水的温度低于碘的熔点、沸点温度,不可能使碘发生熔化和沸腾。所以为了更好的反映“碘的升华”现象,实验乙更好些。
(2)[3] ①冬天玻璃表面上结成了冰花,气态变为固态是凝华现象;②钢铁在炼钢炉内化成铁水,固态变为液态是熔化现象;③用旧的灯泡灯丝变细,是固态变为气态是升华现象;④冬天冷冻的衣服也会变干,固态变为气态是升华现象。
故选③④。
一、单选题
1.小明将一块冰和一块干冰分别放入甲、乙两个相同的易拉罐中,过了一会观察到不同的现象,甲易拉罐中的冰变成冰水混合物,且外壁出现了一层水珠;乙易拉罐中干冰变小,且外壁有一层霜出现,下列说法不正确的是( )
A.甲易拉罐中出现水是冰熔化形成的
B.甲易拉罐外壁出现水珠是空气中的水蒸气液化形成的
C.乙易拉罐中干冰变小是由于干冰熔化了
D.乙易拉罐中外壁出现霜是空气中的水蒸气凝华形成的。
【答案】C
【详解】AB.甲易拉罐中冰块熔化变成水,体积变小,熔化吸热,使得甲杯子温度变低,空气中热的水蒸气遇到冷的杯子后,在杯外壁液化成小水珠,故AB正确,不符合题意;
C.乙易拉罐中冰升华成二氧化碳气体,体积变小,故C错误,符合题意;
D.乙易拉罐中冰升华成二氧化碳大量吸热,使得乙杯子温度急剧下降,空气中热的水蒸气遇到冷的杯子凝华成小冰晶形成薄霜,是凝华过程,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.如图所示的知识网络结构为某物质通过放热、吸热呈现甲、乙、丙三种物态间的变化,根据图示所提供的信息,以下论述正确的是( )
A.物质由丙状态变到乙状态,有压缩体积和降低温度两种方式
B.示例中雾凇的形成过程需要放热,是凝固现象
C.分析所给信息,可知该物质在甲状态时是非晶体
D.晨雾的形成过程与该物质由甲到乙的变化过程相同
【答案】A
【详解】雾凇是水蒸气凝华形成的,凝华放热,由图中信息可知,丙是水蒸气、甲是固态冰,则乙是液态水。
A.丙到乙,即为由水蒸气到液态水,是液化,降低温度和压缩体积是液化的两种方式,故A正确;
B.雾凇是由空气中的水蒸气受冷凝华成小冰晶附着在雾的枝条上形成的,凝华过程放热,故B错误;
C.由分析可知甲是冰,冰属于晶体,故C错误;
D.甲到乙是固态冰到液态水,晨露是因为早晨温度低,空气中的水蒸气受冷液化成小水滴造成的,是气态到液态的过程,故D错误。
故选A。
3.如图是某晶体的物态变化过程,其中甲、乙、丙分别表示三种物态。下列分析正确的是( )
A.甲为液态 B.甲乙的过程需要放热
C.乙丙的过程与雾凇形成过程相同 D.CB段对应的温度为该晶体的凝固点
【答案】D
【详解】由图知,甲图中分子相距最近,分子排列规则,分子间的作用力最大,既不易被压缩,也不容易被拉伸,所以是固态分子的排列方式;乙图中分子相距较近,分子排列杂乱,分子间的作用力较弱,是液态分子的排列方式;丙图中分子相距最远,分子无固定排列,分子间的作用力最弱,是气态分子的排列方式。
A.由上分析知,甲为固态,故A错误;
B.甲乙是固态变为液态的熔化过程,需要吸收热量,故B错误;
C.乙丙是液态变成气态的汽化过程;雾凇是水蒸气直接变为固态,是凝华过程,故C错误;
D.CB段表示物体放热的温度保持不变,状态发生改变的晶体凝固过程,此时的温度叫晶体的凝固点,故D正确。
故选D。
4.水是人类生存环境的重要组成部分。图中的甲、乙和丙分别是水的三种状态,它们三者之间转化过程的吸热、放热如图所示。下列说法不正确的是( )
A.甲是水蒸气 B.由甲到丙是升华过程
C.露的形成是由甲到乙的过程 D.由乙到甲的过程有两种形式
【答案】B
【详解】由图知:丙到乙吸热,乙到甲吸热,所以丙为固态,甲为气态,乙为液态。
A. 图中的甲、乙和丙分别是水的三种状态,所以甲是水蒸气,乙是水,丙是冰,故A正确,不符合题意;
B.由甲到丙是凝华过程,故B错误,符合题意;
C.露是空气中水蒸气液化而成,甲到乙是液化, 故C正确,不符合题意;
D.从乙到甲是汽化,汽化有蒸发和沸腾两种方式,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.如图甲物质M通过不同的过程,出现三种不同物态。其中M物质在①过程温度随时间变化如图乙的cd段所示,在②过程如图乙的ab段所示,③过程需要吸热。则甲、乙、丙物态依次为( )
A.固、液、气 B.气、液、固
C.液、气、固 D.液、固、气
【答案】C
【详解】M物质在①过程温度随时间变化如图乙的cd段,图乙cd段之前已经有了ab段,因此cd段应该是沸腾过程中的液气共存状态,所以①过程是液体吸收热变成气态的汽化过程;在②过程如图乙的ab段所示②过程是固态M物质吸收热变成液态的固液共存的熔化过程。
因此,甲物态是液态,乙物态是气态,丙物态是固态,③是固态变为气态的升华过程,需要吸热,符合图甲中的条件。
故选C。
二、填空题
6.为验证“装在密封试管里的固态碘受热时能直接变成气态”,小华直接将试管用酒精灯加热,如图甲所示;小明将试管浸入装有沸水的烧杯中,如图乙所示,结果两试管都出现了碘蒸气。已知碘的熔点是114℃,火焰温度约为800℃,两图中的固态碘 (填物态变化名称)形成紫色碘蒸气,但由于 ,所以图乙中的碘不会熔化,因此图 (选填“甲”或“乙”)方案较好。停止加热,温度降低,碘蒸气才能凝华说明凝华时会 热量。
【答案】 升华 碘的熔点大于水的沸点 乙 放出
【详解】[1]固态的碘直接变为紫色的碘蒸气是升华现象。
[2][3]甲实验中,酒精灯火焰温度约为800℃,在加热过程,温度会超过了碘的熔点,碘可能先熔化,由固态变成液态,再汽化,由液态变成气态的碘蒸气,不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象。乙实验中,烧杯中水的温度最高为100℃,小于碘的熔点,所以不会发生熔化现象,出现的碘蒸气只能是固态直接变成的,能更好地说明碘的升华;因此更合理反映碘升华的是乙实验。
[4]停止加热,温度降低,碘蒸气才能凝华,说明凝华时会放出热量。
7.如图所示,将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到冰水混合物温度低于0oC。这时观察易拉罐的下部和底部,就会发现白霜,请解释白霜形成的过程: ,它在形成过程中要 热量;加盐主要是为了 ,使易拉罐的温度低于0oC,我们更容易看到白霜的形成。
【答案】 见解析 放出 降低冰的熔点
【详解】[1][2]根据题意知道,易拉罐中液体温度低于0℃,所以易拉罐本身温度也很低,空气中的水蒸气遇到温度很低的易拉罐,由气态直接凝华成为固态的白霜(小冰晶),该过程属于凝华现象,凝华过程会放出热量。
[3]冰水混合物的温度为0℃,盐水混合物的温度低于冰水混合物的温度,即低于0℃,所以实验中加盐的目的是降低冰的熔点,我们更容易看到白霜的形成。
8.如图1所示,舞台上的烟雾效应是利用干冰 (填写物态变化), (填“吸收”或“放出”)大量的热,空气中的水蒸气遇冷 (填写物态变化)形成的。如图2所示,常温下甲、乙两个烧杯,分别盛有冰块和热水,上方均盖有一块玻璃分别为A、B,过一会儿可明显看到A玻璃的 侧出现小水珠,B玻璃的 侧出现小水珠(填“内”或“外”)。
【答案】 升华 吸收 液化 外 内
【详解】[1][2][3]干冰是固态的二氧化碳,喷洒干冰后,干冰在空气中吸收大量的热量,升华为二氧化碳气体;舞台上的烟雾是由于干冰升华时吸热,使周围的温度降低,空气中的水蒸气遇冷后液化,形成了液态的小水滴,小水滴聚集在一起,形成了烟雾。
[4][5]A杯中放的是冰块,杯外空气中的水蒸气遇到冷的玻璃液化成小水珠附着在A玻璃的外表面。B杯中装的是热水,杯内温度高,杯内的水蒸气遇冷的玻璃液化成小水珠附着在B玻璃的内表面。
三、实验题
9.如图所示是小红做“观察碘升华”的实验装置。她的操作是在烧杯中放少量的碘,烧杯口放一只装有冷水的烧瓶,用酒精灯给烧杯加热。已知一标准大气压下部分物质的熔点(凝固点)和沸点如下表所示。
物质
水
酒精
煤油
碘
铜
铁
金
熔点(凝固点)/℃
0
-117
-30
113.6
1083
1535
1064
沸点/℃
100
78.5
150
184.25
2360
2750
2500
(1)在用酒精灯对烧杯加热过程中,会观察到 ;停止加热后,会观察到 ,这是因为 发生了 (填物态变化名称);
(2)实验后,在交流与评估时,小华查阅资料了解到酒精灯的火焰温度约为400℃,于是他认为小红所做的实验中,碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程,小红的实验并不能得出碘升华的结论。请你针对小明的质疑,选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验,证明碘直接从固态变为气态,写出实验步骤、实验现象并进行简要分析 。
【答案】 烧杯内出现紫色的碘蒸汽 烧瓶底部出现固体碘 碘蒸汽在烧瓶底部 凝华 见解析
【详解】(1)[1]在用酒精灯对烧杯加热过程中,烧杯中的固态碘吸热发生升华,会观察到烧杯内出现紫色的碘蒸汽。
[2][3][4]停止加热后,气态碘蒸气在底部放热凝华成固态碘颗粒附在烧杯底部,因此会观察到烧瓶底部出现固体碘。
(2)[5]补充器材:一个碘锤
实验操作:向烧杯中加入适量的水,用酒精灯加热,将碘锤浸没在热水中,观察碘锤中碘状态的变化。
分析说明:因为标准大气压下,水的沸点是100℃,所以烧杯中水的温度最高为100℃,不会达到碘的熔点,因此碘锤中的固态碘不会发生熔化,出现的碘蒸气只能是由固态直接变成的,说明碘是直接从固态变为气态,发生了升华。
10.某物理兴趣小组在学习物态变化知识时做了如图实验:
(1)在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒:将碘锤在热水中加热,你会看到瓶内出现 而碘晶粒逐渐消失;将碘锤从热水中拿出擦干,过一会儿在瓶壁上会出现紫色碘颗粒,这是 现象;(填物态变化名称)
(2)为了通过直观现象说明干冰(固态二氧化碳)在常温下易升华这一特点,该小组设计了如下两种方案:
方案1:将一小块干冰放入一瘪的保鲜袋中,并将袋口扎紧,很快看到保鲜袋鼓起,里面充满无色透明气体,如图乙所示。(为安全起见,袋口不能太紧)
方案2:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量白气,如图丙所示。
①方案2中,水面上的大量“白气”是 (选填“水蒸气”、“液态水”或“二氧化碳气体”),气泡的主要成分是 (选填“白气”、“二氧化碳气体”或“水蒸气”),此实验中杯中水温会 (选填“上升”、“下降”或“不变”);
②你认为方案 可以达到实验目的(选填“1”、“2”或“1和2”)。
【答案】 紫红色气体 凝华 液态水 二氧化碳气体 下降 1和2
【详解】(1)[1][2]将碘锤在热水中加热,碘受热直接升华成碘蒸气,看到紫红色的气体。将碘锤从热水中拿出,碘蒸气温度降低直接变成碘固体,所以过一会儿会在瓶壁上凝华成紫色碘颗粒。
(2)方案1:将一小块干冰放入一瘪的保鲜袋中,并将袋口扎紧,很快看到保鲜袋鼓起,里面充满无色透明气体,说明常温下干冰升华,可以说明干冰易升华。
方案2:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量二氧化碳气泡产生,这是升华现象,升华吸收热量,所以水的温度降低,水面上方的水蒸气温度降低液化成小水珠,漂浮在水面上,就是我们看到的白气,实验可以证明干冰易升华。
①[3][4][5]水面上的大量“白气”是液态水,气泡的主要成分是二氧化碳气体,此实验中杯中水温会下降。
②[6]方案1和方案2都能说明干冰易升华。
11.小明在探究物态变化的实验中,设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。
(1)已知酒精灯火焰的温度约为400℃,标准大气压下,碘的熔点为113.5℃。上述设计中,更合理的方案是 (选填“甲”或“乙”),此方案可防止碘发生 现象;
(2)为了进一步探究此类现象,小明用干冰(固态二氧化碳)进行了下列实验:在烧杯中放入适量的水,向水中放入一小块干冰,观察到水中很快有大量气泡产生,同时水面有大量白气,如图丙所示。实验中,水中大量的气泡是由 发生 现象而形成的,水面上大量的白雾是水蒸气发生 现象而形成的。看到的白雾会 (选填“上升”或“下沉”);
(3)实验后,碘锤还在热水中,同学们就离开了实验室。第二天再进实验室时,发现碘锤中的碘蒸气不见了,碘锤内壁上出现紫黑色的碘颗粒:
①第一天实验后,他们做的不规范的地方是: ;
②碘锤内壁出现紫黑色的碘颗粒,这是碘蒸气 形成的。
【答案】 乙 熔化 干冰 升华 液化 下沉 实验结束后,没有整理器材 凝华
【详解】(1)[1][2]探究“碘的升华”的实验方案最合理的是方案乙,因为热水的温度不会超过碘的熔点,可以防止碘发生熔化现象。
(2)[3][4]向水中放入一小块干冰,干冰发生升华现象,产生大量的二氧化碳气体,所以水中大量的气泡是干冰升华形成的。
[5][6]水面上大量的白雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴;看到的白雾是小水滴,密度大于空气的密度,会下沉。
(3)①[7]实验后,碘锤还在热水中,同学们就离开了实验室,所以他们做的不规范的地方是:实验结束后,没有整理器材。
②[8]碘锤内壁出现紫黑色的碘颗粒,这是碘蒸气由气态变回固态,形成紫黑色的小颗粒,这是凝华现象。
一、综合题
1.阅读短文,回答问题。
北京时间2022年10月9日7时43分,中国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将“夸父一号”卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功,该卫星设计寿命4年,运行在距离地面约720千米的太阳同步晨昏轨道,夸父一号是由中国太阳物理学家自主提出的综合性太阳探测专用卫星,科学目标瞄准“一磁两暴”,即太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射,首次在同一颗卫星上实现太阳高能成像和大气不同层次变化的同时观测,实现中国综合性太阳卫星探测零的突破。
(1)长征二号丁运载火箭中的燃料和氧化剂是 (选填“液”或“气”)态的,它是通过既降低 又加压的方法使气体液化的;
(2)火箭被点燃后,尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时要 ,使周围环境温度不会太高,我们看见火箭刚点燃时周围大量的“白气”是由于水先 后 形成的;
(3)火箭穿过大气层时,由于和空气高速摩擦而使箭体表面温度很高,为了防止烧坏,科学家在箭体表面涂上一层特殊物质(又叫“烧蚀层”),这层物质在高温下发生分解、熔化、 (填物态变化名称)和升华而 (选填“吸热”或“放热”),从而保证温度不至于升得太高。
【答案】 液 温度 吸热 汽化 液化 汽化 吸热
【详解】(1)[1][2]长征二号丁运载火箭中的燃料和氧化剂通常是液态的。为了将气态物质液化,可以采用两种方法:降低温度和加压。火箭中的燃料和氧化剂是通过既降低温度又加压的方法来实现液化的。
(2)[3]为了保护发射架,工程师们在发射台底建了一个大水池。当火焰喷到水池中时,水会迅速汽化,吸收大量的热量,从而使周围环境的温度不会升得太高。
[4][5]我们看到的“白气”是由水先汽化后,遇到周围较冷的空气时又液化形成的小水滴。
(3)[6][7]在高温下,“烧蚀层”会发生分解、熔化、汽化和升华等物态变化。这些物态变化都是吸热过程,它们会吸收大量的热量,从而使箭体的温度不至于升得太高。
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