1物质具有一定的特性和功能 物质的三态变化(知识精讲,讲义)-2025年中考科学浙江省统考专题模块复习
2025-02-27
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内容正文:
学业内容(一) 物质具有一定的特性和功能 物质的三态变化
(1)能说明常见物质主要的物理性质和化学性质,知道外界条件(如温度、压力等)能影响物质的性质。
(2)知道质量的定义,会用天平测量质量,会用排水法测量物体的体积,理解等效替代的实验方法。
(3)理解用比值定义密度的基本方法,理解密度所反映的物质特性,会测量固体和液体的密度。
(4)能描述固体、液体和气体的基本特征,以及在相互转化时的特点,并能解释有关的自然现象。
(5)能用图象表示物态变化时物理量的变化规律,用观察和实验方法研究物质的三态及变化现象,知道物态变化伴随着吸热和放热。
(6)能用物质粒子模型简要解释物质的三态变化,了解建立模型的思想方法。
要点1 物质的性质
1.物理性质:不需要发生 就能表现出来的物质性质,如 、 、 、 、 、 等。
2.化学性质:在发生 时才表现出来的物质性质,如 、 、 、 等。
例1 碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是发酵粉的主要成分,也可用于治疗胃酸过多。以下关于碳酸氢钠性质的描述中,属于物理性质的是( )
A.受热易分解
B.白色固体,易溶于水
C.水溶液呈碱性
D.能与盐酸反应产生二氧化碳
要点2 质量的测量
1.质量表示物体所含 的多少
质量是物体本身的一种属性,不随 、 、 和 的改变而改变。
2.质量的测量
(1)测量工具:实验室常用 测量物体质量。
(2)质量的单位:国际单位是 ,比它小的单位有克(g)和毫克(mg)。
单位换算:1kg= g= mg。
3.托盘天平的使用
(1)放:首先将天平放在水平实验桌上。
(2)调平衡:先将游码移到横梁标尺左端 处,再调节平衡螺母使天平平衡。天平平衡的标志: 。
平衡螺母的调节规律:哪端上扬就往哪一端移动(左偏 调,右偏 调)。
(3)称量时,被测物体放左盘,砝码放右盘,被称量的物体质量不能超过它的 。用
向右盘 加减砝码并调节游码,直到天平重新平衡。
【细节解读】
使用天平时的注意事项:
①使用前,首先要看天平的 和 。
②不能用手去摸天平托盘或砝码。
③取放砝码要用 。
④潮湿的物品或有腐蚀性的化学药品可放在 里称量,没有腐蚀性的化学药品可在天平两盘各放一张同样的 ,然后称量。氢氧化钠等有腐蚀性的药品不能放在纸上称量,更不能直接放在托盘上称量。
⑤定量测量的实验中,我们要预先根据所需测量的固体质量,调节好砝码和游码,当天平出现向左倾或者向右倾时,只能通过增加或者减少被测固体的 来调节平衡,切不可增减 或者移动 来使之平衡,更不允许通过调节 的方式使之平衡。
例2 下列关于托盘天平的使用,正确的是( )
A.称量前,游码放到标尺左端的零刻度线处
B.称量时,物体放在右盘,砝码放在左盘
C.称量时,若横梁不平衡,应调节平衡螺母
D.读数时,被测物体的质量与砝码的质量一定相等
要点3 密度
1.密度
(1)含义:某种物质 叫做这种物质的密度。
(2)密度是物质的一种特性,与质量的多少、体积的大小 ,但当温度、状态等发生改变时,物质的密度也将发生改变。
(3)密度计算公式: 。
(4)密度的单位: 或g/cm3。
1g/cm3= kg/m3。
(5)应用ρ=进行简单的计算。
【细节解读】
同种物质的密度一般相同。密闭容器内 的体积不变时,其密度会因为质量变化而发生相应变化。
2.密度的测量
(1)原理:ρ=。
(2)主要器材:天平、量筒、刻度尺、烧杯等。
(3)固体密度的测量步骤:
①规则物体的密度测量:用天平称出物体的质量m,直接用刻度尺测量相关数据后计算出体积,最后根据计算公式计算出物体的密度。
②不规则物体的密度测量:用天平称出物体的质量m,通过 法测量物体的体积,最后根据计算公式计算出物体的密度。
(4)液体密度的测量方法:“差值法”。
①把液体倒入烧杯中测得总质量为M;
②把部分液体倒入量筒测得体积为V;
③测得剩余部分液体和烧杯的总质量为m;
④计算倒出部分液体的质量为 ;
⑤计算液体的密度:ρ= 。
【细节解读】
1.计算密度时,物质的质量与体积要一一对应。
2.测量物体的密度时,明确实验误差不等于实验错误。 是不允许出现的,而 是无法避免的。
例3 小王买了一种果汁,他想在实验室中测量出这种果汁的密度,主要实验步骤如下:
(1)把天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡;
(2)用调节好的天平测量烧杯和果汁的总质量为106g;
(3)将烧杯中的部分果汁倒入量筒中,如图乙所示,量筒中果汁的体积为 cm3;
(4)用天平测烧杯和杯内剩余果汁的总质量,如图丙所示,测得烧杯和剩余果汁的总质量为 g;
(5)计算出果汁的密度为 g/cm3;
(6)小王发现上述第(3)步操作时,有少量果汁附着在量筒内壁上,你觉得测得的果汁密度将会 (选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
要点4 影响物质的外界因素(如温度、压力等)
1.影响熔点、沸点的因素
(1)物质种类。熔点、沸点是物质的重要物理性质,它是物质的一种特性,不同物质的熔点、沸点一般是不相同的。这是决定物质熔点和沸点的内因。所以当物质的纯度发生改变时,它的熔点、沸点也就跟着改变。例如食盐水的凝固点低于纯水的凝固点,在冬天,为了使雪熔化得快一些,人们会在雪的表面撒一层食盐。合金的熔点比纯金属的 ,保险丝用铅锑合金来制作就是这个道理。
(2)外加压强可以改变物质的熔点和沸点。例如:冰的熔点随压强增大而降低。如滑冰运动员穿着滑冰鞋在冰面上滑行,冰面受到的压强很大,使冰的熔点降低,容易融化成水,在冰刀与冰面之间形成水膜,减少摩擦,因此运动员穿上滑冰鞋可以在冰面上快速滑行。水的沸点随水面上方气压增大而 。如高压锅就是利用这一点,从而使食物快速熟透。
2.影响溶解度的因素
(1)大多数固体物质的溶解度随温度的升高而 (如硝酸钾、硝酸铵等);少数物质的溶解度随温度变化不大(如氯化钠);极少数的固体物质的溶解度随温度的升高而 (如氢氧化钙)。
(2)气体的溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而 。
3.金属的电阻阻值一般随温度的升高而 ,半导体电阻的阻值受温度、光照、压力的影响。
4.物质的密度受温度和气压的影响。大部分物质的体积随温度的升高而增大;0~4 ℃,水的体积随温度升高而减小, 4 ℃时,水的密度最大为1×103kg/m3。气体物质的密度还受气压的影响。
例4 援藏教师到达西藏后发现用普通锅煮饭不容易熟。请用学过的知识解释原因: ;提出一个把饭煮熟的方法: 。
例5 根据如图,判断下列说法正确的是( )
A.t1℃时,50g甲能完全溶于50g水
B.乙的溶解度随温度升高而降低
C.t2℃时,丙和丁的溶解度相同
D.加压或升温能增加戊的溶解度
要点5 熔化和凝固
1.物质从 态变为 态的过程叫熔化。
2.物质从液态变为固态的过程叫 。
3.熔点、凝固点
(1)晶体熔化时的温度叫做晶体的 。晶体凝固时的温度叫做晶体的 。冰的熔点为 。
(2)同一晶体,熔点和凝固点 。
4.晶体熔化曲线
(1)解读图象
A:实验起始点的时间和温度。
AB:熔化前,固态物质 热量,温度 。
B:转折点,物质温度达到熔点,开始熔化。
BC:熔化过程,物质吸收热量,温度 。
C:转折点,物质熔化完成,开始升温。
CD:熔化后,液态物质吸收热量,温度 。
(2)从图象中可以得出晶体熔化的条件有两个:一是温度达到 ,二是继续 。两个条件缺一不可。
(3)晶体熔化和凝固过程中的特点
① 晶体熔化过程中的特点: 热量,温度 。
② 晶体凝固过程中的特点:放出热量, 不变。
5.晶体与非晶体
固体分为晶体和非晶体两类。晶体和非晶体的主要区别是 。
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、蜡、玻璃、沥青
熔化过程
吸热、温度保持不变
吸热、温度不断升高
凝固
过程
放热、温度保持不变
放热、温度不断降低
熔点和凝固点
有
无
熔化条件
温度达到熔点;继续吸热
持续吸热
凝固条件
温度达到凝固点;继续放热
持续放热
熔化图象
凝固图象
【细节解读】
晶体熔化时吸收的热量用来破坏晶体内部结构,使它由固态转化为液态。此时吸收热量,温度不升高。凝固时由液态转化为固态,重新形成晶体,此时放出热量,物体的温度不降低。
晶体处于熔点时的状态可能是 ,也可能是 ,还可能是 。
(4)物质在熔化和凝固过程中都伴随着吸热或放热,不管是晶体还是非晶体,熔化过程都需要 热,凝固过程都需要 热。
例6 如图所示,是某物质温度随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
A.该图是某晶体的熔化图象
B.该物质在第4min时是固态
C.在第12min时不吸热不放热
D.该物质的凝固点为80℃
要点6 汽化和液化
1.汽化
汽化是物质从液态变成气态的过程。汽化的两种形式为 和 。
2.蒸发、沸腾的概念
(1)蒸发是发生在液体 的汽化现象。在 温度下都会发生,是一种相对缓慢且吸热的汽化现象。
(2)沸腾是在一定温度下,在液体 和 同时发生的、剧烈的汽化现象。
①液体沸腾的特点:液体沸腾时,吸收热量,温度 。
②液体沸腾发生的条件:温度达到 ,并继续 。两个条件缺一不可。
(3)影响蒸发快慢的三个要素
①液体 越高,蒸发越快。
②液体 越大,蒸发越快。
③液面 越快,蒸发越快。
液体蒸发的快慢还与液体自身的性质有关,不同的液体在相同的条件下蒸发的快慢是不一样的。
(4)蒸发的致冷作用
液体蒸发时要吸收热量,所以液体在蒸发时会导致周围环境或液体自身温度降低,这就是液体蒸发的 作用。
3.物质的液化现象和使气体液化的方法
(1)液化是指物质从 态变成 态的过程。
(2)使气体液化的方法有两种: 温度和 体积(增大压强)。
【细节解读】
任何气体在温度降到足够低时都可以液化,但是仅增大压强,不能使所有的气体液化。每种物质都存在一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质都不会液化,这个温度就是这种物质的临界温度。所谓“温度降到足够低”是指气体的温度要降低到临界温度以下。在常温下可以对临界温度较高的气体用增大压强的方法将其液化。
例7 生活中常将牛奶放在热水中(即“水浴法”)加热,如图甲所示。小明想知道牛奶的沸点,实验装置如图乙所示。
(1)实验中还需要添加的测量工具是 ;小明用酒精灯给牛奶加热,当温度接近90℃,每隔0.5min记录一次温度,数据如表所示;
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
温度/℃
90
92
94
96
98
100
100
100
100
(2)牛奶沸腾时,内部涌出大量气泡,在表面堆积,不易破裂,需不断搅拌气泡;可见,牛奶的沸腾也是一种剧烈的 现象;同时奶香四溢,这属于 现象;
(3)实验表明,牛奶在沸腾过程中,温度 ,用酒精灯持续加热,表明牛奶沸腾需要 热量;
(4)小明发现牛奶的沸点与水的沸点接近,但极容易溢出(俗称“潽锅”),用“水浴法”加热牛奶的好处是 (写出一条)。
要点7 升华和凝华
1.物质直接从 的过程叫升华。升华要吸热。
2.物质直接从 的过程叫凝华。凝华要放热。
3.人工降雨的过程:用干冰可以进行人工降雨。配备特殊装置的飞机将干冰撒入一定高度的冷云层中,干冰就会很快 ,并从周围 大量的热,使空气的温度急剧下降,于是高空中的部分水蒸气便凝华成小冰粒。这些小冰粒逐渐变大而下落,遇到暖气流就熔化为雨点降落到地面上,在一定条件下就形成降雨过程。
例8 标准大气压下,液态氮的沸点为-196°C,室温下将液态氮置于试管中,会看到试管周围有大量“白气”产生,并且筷子上有霜形成,如图所示。下列关于该现象的分析正确的是( )
A.霜的形成需要吸热
B.霜是水蒸气凝华形成的
C.“白气”的形成需要吸热
D.“白气”是氮气液化形成的
要点8 用物质粒子模型简要解释物质的三态变化
水是自然环境中唯一能同时看到 、 、 三态存在的物质。
用物质构成的微粒模型可以解释水的三态:冰具有一定的形状和一定的体积,那是因为固态冰中的水分子间相互作用力较强,它们按一定的次序整齐地排列,水分子只能在固定的位置上振动。随着温度升高,水分子吸收能量,运动加剧,分子间相互作用力减弱。0 ℃时,冰开始融化成水,熔化过程温度不变是因为吸收的能量用于破坏冰的整齐排列的结构。待冰全部融化成水后,温度继续上升。液态水虽有一定的体积,但没有固定的 ,盛放水的容器是什么形状,水就是什么形状。随着温度的升高,水分子运动更加剧烈,分子之间的空隙更大,分子之间的作用力更弱,水成为水蒸气。100 ℃时,不仅液面的水,而且内部的水,都能以水蒸气形式逸出。此时,水蒸气既没有一定的体积,也没有固定的形状。
一般固体物质的分子间隔要比液态分子间隔小,但是,水结冰体积反而膨胀,这是由于冰的分子空隙比水的分子间空隙大,所以冰的体积比水的大。通常情况下,在0~4 ℃的区间内,水的体积随温度的下降而膨胀。
例9 水由液态变成固态时,下列说法正确的是 ( )
A.水的分子构成改变了
B.水的化学性质改变了
C.水的物理性质改变了
D.以上说法都正确
1
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学业内容(一) 物质具有一定的特性和功能 物质的三态变化
(1)能说明常见物质主要的物理性质和化学性质,知道外界条件(如温度、压力等)能影响物质的性质。
(2)知道质量的定义,会用天平测量质量,会用排水法测量物体的体积,理解等效替代的实验方法。
(3)理解用比值定义密度的基本方法,理解密度所反映的物质特性,会测量固体和液体的密度。
(4)能描述固体、液体和气体的基本特征,以及在相互转化时的特点,并能解释有关的自然现象。
(5)能用图象表示物态变化时物理量的变化规律,用观察和实验方法研究物质的三态及变化现象,知道物态变化伴随着吸热和放热。
(6)能用物质粒子模型简要解释物质的三态变化,了解建立模型的思想方法。
要点1 物质的性质
1.物理性质:不需要发生化学变化就能表现出来的物质性质,如硬度、弹性、磁性、导热性、导电性、溶解性等。
2.化学性质:在发生化学变化时才表现出来的物质性质,如可燃性、助燃性、酸碱性、毒性等。
例1 碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,是发酵粉的主要成分,也可用于治疗胃酸过多。以下关于碳酸氢钠性质的描述中,属于物理性质的是( )
A.受热易分解
B.白色固体,易溶于水
C.水溶液呈碱性
D.能与盐酸反应产生二氧化碳
【答案】B
【解析】A、碳酸氢钠受热易分解,不稳定性属于化学性质;B、碳酸氢钠白色固体,易溶于水,颜色、状态、溶解性属于物理性质;C、碳酸氢钠水溶液呈碱性,酸碱性属于化学性质;碳酸氢钠与盐酸反应产生二氧化碳,属于化学性质。
要点2 质量的测量
1.质量表示物体所含物质的多少
质量是物体本身的一种属性,不随形状、位置、温度和状态的改变而改变。
2.质量的测量
(1)测量工具:实验室常用托盘天平测量物体质量。
(2)质量的单位:国际单位是千克(kg),比它小的单位有克(g)和毫克(mg)。
单位换算:1kg=103g=106mg。
3.托盘天平的使用
(1)放:首先将天平放在水平实验桌上。
(2)调平衡:先将游码移到横梁标尺左端零刻度线处,再调节平衡螺母使天平平衡。天平平衡的标志:指针对准分度盘中央刻度线(或指针左右摆动幅度相同)。
平衡螺母的调节规律:哪端上扬就往哪一端移动(左偏右调,右偏左调)。
(3)称量时,被测物体放左盘,砝码放右盘,被称量的物体质量不能超过它的量程。用镊子向右盘由大到小加减砝码并调节游码,直到天平重新平衡。
【细节解读】
使用天平时的注意事项:
①使用前,首先要看天平的分度值和量程。
②不能用手去摸天平托盘或砝码。
③取放砝码要用镊子。
④潮湿的物品或有腐蚀性的化学药品可放在烧杯里称量,没有腐蚀性的化学药品可在天平两盘各放一张同样的白纸,然后称量。氢氧化钠等有腐蚀性的药品不能放在纸上称量,更不能直接放在托盘上称量。
⑤定量测量的实验中,我们要预先根据所需测量的固体质量,调节好砝码和游码,当天平出现向左倾或者向右倾时,只能通过增加或者减少被测固体的质量来调节平衡,切不可增减砝码或者移动游码来使之平衡,更不允许通过调节平衡螺母的方式使之平衡。
例2 下列关于托盘天平的使用,正确的是( )
A.称量前,游码放到标尺左端的零刻度线处
B.称量时,物体放在右盘,砝码放在左盘
C.称量时,若横梁不平衡,应调节平衡螺母
D.读数时,被测物体的质量与砝码的质量一定相等
【答案】A
【解析】A、称量前,将天平放在水平桌面上,游码放到标尺左端零刻度线处,以保证空载时天平自身平衡;B、在使用天平时,应遵循“左物右码”的原则,即称量时,物体放在左盘,砝码放在右盘,以保证游码移动时,读数加在右侧砝码质量上;C、在称量时,通过增减砝码或移动游码来进行,而不能通过调节平衡螺母使天平平衡;D、物体的质量等于砝码的质量加上游码对应示数,被测物体的质量与砝码的质量不一定相等。
要点3 密度
1.密度
(1)含义:某种物质单位体积所含的质量叫做这种物质的密度。
(2)密度是物质的一种特性,与质量的多少、体积的大小无关,但当温度、状态等发生改变时,物质的密度也将发生改变。
(3)密度计算公式:ρ=。
(4)密度的单位:kg/m3或g/cm3。
1g/cm3=1×103kg/m3。
(5)应用ρ=进行简单的计算。
【细节解读】
同种物质的密度一般相同。密闭容器内气体的体积不变时,其密度会因为质量变化而发生相应变化。
2.密度的测量
(1)原理:ρ=。
(2)主要器材:天平、量筒、刻度尺、烧杯等。
(3)固体密度的测量步骤:
①规则物体的密度测量:用天平称出物体的质量m,直接用刻度尺测量相关数据后计算出体积,最后根据计算公式计算出物体的密度。
②不规则物体的密度测量:用天平称出物体的质量m,通过排水法测量物体的体积,最后根据计算公式计算出物体的密度。
(4)液体密度的测量方法:“差值法”。
①把液体倒入烧杯中测得总质量为M;
②把部分液体倒入量筒测得体积为V;
③测得剩余部分液体和烧杯的总质量为m;
④计算倒出部分液体的质量为M-m;
⑤计算液体的密度:ρ=。
【细节解读】
1.计算密度时,物质的质量与体积要一一对应。
2.测量物体的密度时,明确实验误差不等于实验错误。错误是不允许出现的,而误差是无法避免的。
例3 小王买了一种果汁,他想在实验室中测量出这种果汁的密度,主要实验步骤如下:
(1)把天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针位置如图甲所示,此时应向左(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡;
(2)用调节好的天平测量烧杯和果汁的总质量为106g;
(3)将烧杯中的部分果汁倒入量筒中,如图乙所示,量筒中果汁的体积为40cm3;
(4)用天平测烧杯和杯内剩余果汁的总质量,如图丙所示,测得烧杯和剩余果汁的总质量为62g;
(5)计算出果汁的密度为1.1g/cm3;
(6)小王发现上述第(3)步操作时,有少量果汁附着在量筒内壁上,你觉得测得的果汁密度将会偏大(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
【答案】(1)左(3)40(4)62(5)1.1(6)偏大
【解析】(1)把天平放在水平台上,将游码移到零刻度线处,指针偏向分度盘的右侧,此时应向左调节平衡螺母,直至横梁平衡。(3)由图乙可知,量筒中果汁的体积为=40mL=40 cm。(4)由图丙可知,烧杯和剩余果汁的总质量m1= 50g+10g+2g = 62g。(5)量筒中果汁的质量m=m总-m1=106g-62g=44g,果汁的密度ρ===1.1g/cm3。(6)若将烧中部分果汁倒人量筒时,不慎将少量果汁附着在量筒内壁上,则测得的体积偏小,根据ρ=可知,测得的果汁密度将会偏大。
要点4 影响物质的外界因素(如温度、压力等)
1.影响熔点、沸点的因素
(1)物质种类。熔点、沸点是物质的重要物理性质,它是物质的一种特性,不同物质的熔点、沸点一般是不相同的。这是决定物质熔点和沸点的内因。所以当物质的纯度发生改变时,它的熔点、沸点也就跟着改变。例如食盐水的凝固点低于纯水的凝固点,在冬天,为了使雪熔化得快一些,人们会在雪的表面撒一层食盐。合金的熔点比纯金属的低,保险丝用铅锑合金来制作就是这个道理。
(2)外加压强可以改变物质的熔点和沸点。例如:冰的熔点随压强增大而降低。如滑冰运动员穿着滑冰鞋在冰面上滑行,冰面受到的压强很大,使冰的熔点降低,容易融化成水,在冰刀与冰面之间形成水膜,减少摩擦,因此运动员穿上滑冰鞋可以在冰面上快速滑行。水的沸点随水面上方气压增大而升高。如高压锅就是利用这一点,从而使食物快速熟透。
2.影响溶解度的因素
(1)大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大(如硝酸钾、硝酸铵等);少数物质的溶解度随温度变化不大(如氯化钠);极少数的固体物质的溶解度随温度的升高而降低(如氢氧化钙)。
(2)气体的溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大。
3.金属的电阻阻值一般随温度的升高而增大,半导体电阻的阻值受温度、光照、压力的影响。
4.物质的密度受温度和气压的影响。大部分物质的体积随温度的升高而增大;0~4 ℃,水的体积随温度升高而减小, 4 ℃时,水的密度最大为1×103kg/m3。气体物质的密度还受气压的影响。
例4 援藏教师到达西藏后发现用普通锅煮饭不容易熟。请用学过的知识解释原因:西藏海拔高,气压低,液体的沸点低;提出一个把饭煮熟的方法:用高压锅。
【答案】西藏海拔高,气压低,液体的沸点低;用高压锅
【解析】因为海拔越高,气压越低;气压越低、沸点越低,所以在在高原地区水的沸点低于100℃,在这些地方用普通锅煮饭,往往不熟。而高压锅密封好、锅内气压高、沸点高,可以采用高压锅来解决这个问题,因此高压锅是利用液体的沸点随气压增大而升高的原理工作的。
例5 根据如图,判断下列说法正确的是( )
A.t1℃时,50g甲能完全溶于50g水
B.乙的溶解度随温度升高而降低
C.t2℃时,丙和丁的溶解度相同
D.加压或升温能增加戊的溶解度
【答案】C
【解析】图像的判断t1℃时,甲的溶解度为80g,则50g水最多溶解40g甲,A错误;随温度的升高,溶解后剩余固体乙的质量减小,由此可说明乙的溶解度随温度升高而增大,B错误;由图像可知,气体溶解度随压强增大而增大,随温度升高而减小,则加压或降温能增加戊的溶解度,D错误。
要点5 熔化和凝固
1.物质从固态变为液态的过程叫熔化。
2.物质从液态变为固态的过程叫凝固。
3.熔点、凝固点
(1)晶体熔化时的温度叫做晶体的熔点。晶体凝固时的温度叫做晶体的凝固点。冰的熔点为0℃。
(2)同一晶体,熔点和凝固点相同。
4.晶体熔化曲线
(1)解读图象
A:实验起始点的时间和温度。
AB:熔化前,固态物质吸收热量,温度升高。
B:转折点,物质温度达到熔点,开始熔化。
BC:熔化过程,物质吸收热量,温度保持不变。
C:转折点,物质熔化完成,开始升温。
CD:熔化后,液态物质吸收热量,温度升高。
(2)从图象中可以得出晶体熔化的条件有两个:一是温度达到熔点,二是继续吸收热量。两个条件缺一不可。
(3)晶体熔化和凝固过程中的特点
① 晶体熔化过程中的特点:吸收热量,温度不变。
② 晶体凝固过程中的特点:放出热量,温度不变。
5.晶体与非晶体
固体分为晶体和非晶体两类。晶体和非晶体的主要区别是晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
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、蜡、玻璃、沥青
熔化过程
吸热、温度保持不变
吸热、温度不断升高
凝固
过程
放热、温度保持不变
放热、温度不断降低
熔点和凝固点
有
无
熔化条件
温度达到熔点;继续吸热
持续吸热
凝固条件
温度达到凝固点;继续放热
持续放热
熔化图象
凝固图象
【细节解读】
晶体熔化时吸收的热量用来破坏晶体内部结构,使它由固态转化为液态。此时吸收热量,温度不升高。凝固时由液态转化为固态,重新形成晶体,此时放出热量,物体的温度不降低。
晶体处于熔点时的状态可能是固态,也可能是液态,还可能是固液共存状态。
(4)物质在熔化和凝固过程中都伴随着吸热或放热,不管是晶体还是非晶体,熔化过程都需要吸热,凝固过程都需要放热。
例6 如图所示,是某物质温度随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
A.该图是某晶体的熔化图象
B.该物质在第4min时是固态
C.在第12min时不吸热不放热
D.该物质的凝固点为80℃
【答案】D
【解析】由图像可知:物质温度降低,是物质的凝固过程图像,故A错误;该物质在第4min时是在凝固过程前为液态,故B错误;8~18min时间段,是该物质的固过程,不断放热,温度保持不变,故C错误;由图可知该物质的凝固点为80℃,故D正确。
要点6 汽化和液化
1.汽化
汽化是物质从液态变成气态的过程。汽化的两种形式为蒸发和沸腾。
2.蒸发、沸腾的概念
(1)蒸发是发生在液体表面的汽化现象。在任何温度下都会发生,是一种相对缓慢且吸热的汽化现象。
(2)沸腾是在一定温度下,在液体表面和内部同时发生的、剧烈的汽化现象。
①液体沸腾的特点:液体沸腾时,吸收热量,温度不变。
②液体沸腾发生的条件:温度达到沸点,并继续吸收热量。两个条件缺一不可。
(3)影响蒸发快慢的三个要素
①液体温度越高,蒸发越快。
②液体表面积越大,蒸发越快。
③液面上方空气流动越快,蒸发越快。
液体蒸发的快慢还与液体自身的性质有关,不同的液体在相同的条件下蒸发的快慢是不一样的。
(4)蒸发的致冷作用
液体蒸发时要吸收热量,所以液体在蒸发时会导致周围环境或液体自身温度降低,这就是液体蒸发的致冷作用。
3.物质的液化现象和使气体液化的方法
(1)液化是指物质从气态变成液态的过程。
(2)使气体液化的方法有两种:降低温度和压缩体积(增大压强)。
【细节解读】
任何气体在温度降到足够低时都可以液化,但是仅增大压强,不能使所有的气体液化。每种物质都存在一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质都不会液化,这个温度就是这种物质的临界温度。所谓“温度降到足够低”是指气体的温度要降低到临界温度以下。在常温下可以对临界温度较高的气体用增大压强的方法将其液化。
例7 生活中常将牛奶放在热水中(即“水浴法”)加热,如图甲所示。小明想知道牛奶的沸点,实验装置如图乙所示。
(1)实验中还需要添加的测量工具是秒表;小明用酒精灯给牛奶加热,当温度接近90℃,每隔0.5min记录一次温度,数据如表所示;
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
温度/℃
90
92
94
96
98
100
100
100
100
(2)牛奶沸腾时,内部涌出大量气泡,在表面堆积,不易破裂,需不断搅拌气泡;可见,牛奶的沸腾也是一种剧烈的汽化现象;同时奶香四溢,这属于扩散现象;
(3)实验表明,牛奶在沸腾过程中,温度保持不变,用酒精灯持续加热,表明牛奶沸腾需要吸收热量;
(4)小明发现牛奶的沸点与水的沸点接近,但极容易溢出(俗称“潽锅”),用“水浴法”加热牛奶的好处是方便安全(或省时,受热均匀,保持营养等(合理即可)(写出一条)。
【答案】(1)秒表(2)汽化;扩散(3)保持不变;吸收(4)物体受热均匀。
【解析】(1)实验中要测量物质温度随时间的变化关系,所以除了图中的装置外,还需要的测量仪器是:秒表;(2)沸腾是在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象给牛奶加热时奶香四溢属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则的运动;(3)牛奶滞腾时吸热但温度保持不变;(4)采用“水浴法”加热的好处是物体受热均匀,且温度变化比较慢,便于记录实验温度。
要点7 升华和凝华
1.物质直接从固态变为气态的过程叫升华。升华要吸热。
2.物质直接从气态变为固态的过程叫凝华。凝华要放热。
3.人工降雨的过程:用干冰可以进行人工降雨。配备特殊装置的飞机将干冰撒入一定高度的冷云层中,干冰就会很快升华,并从周围吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,于是高空中的部分水蒸气便凝华成小冰粒。这些小冰粒逐渐变大而下落,遇到暖气流就熔化为雨点降落到地面上,在一定条件下就形成降雨过程。
例8 标准大气压下,液态氮的沸点为-196°C,室温下将液态氮置于试管中,会看到试管周围有大量“白气”产生,并且筷子上有霜形成,如图所示。下列关于该现象的分析正确的是( )
A.霜的形成需要吸热
B.霜是水蒸气凝华形成的
C.“白气”的形成需要吸热
D.“白气”是氮气液化形成的
【答案】B
【解析】物态变化液氮的温度很低,在常温下会迅速沸腾从周围吸热,导致试管和筷子的温度急剧下降,空气中的水蒸气遇到冷的筷子会凝华形成霜,凝华要放出热量,故B正确,A错误;“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化过程要向外放出热量,故CD错误。
要点8 用物质粒子模型简要解释物质的三态变化
水是自然环境中唯一能同时看到气态、液态、固态三态存在的物质。
用物质构成的微粒模型可以解释水的三态:冰具有一定的形状和一定的体积,那是因为固态冰中的水分子间相互作用力较强,它们按一定的次序整齐地排列,水分子只能在固定的位置上振动。随着温度升高,水分子吸收能量,运动加剧,分子间相互作用力减弱。0 ℃时,冰开始融化成水,熔化过程温度不变是因为吸收的能量用于破坏冰的整齐排列的结构。待冰全部融化成水后,温度继续上升。液态水虽有一定的体积,但没有固定的形状,盛放水的容器是什么形状,水就是什么形状。随着温度的升高,水分子运动更加剧烈,分子之间的空隙更大,分子之间的作用力更弱,水成为水蒸气。100 ℃时,不仅液面的水,而且内部的水,都能以水蒸气形式逸出。此时,水蒸气既没有一定的体积,也没有固定的形状。
一般固体物质的分子间隔要比液态分子间隔小,但是,水结冰体积反而膨胀,这是由于冰的分子空隙比水的分子间空隙大,所以冰的体积比水的大。通常情况下,在0~4 ℃的区间内,水的体积随温度的下降而膨胀。
例9 水由液态变成固态时,下列说法正确的是 ( )
A.水的分子构成改变了
B.水的化学性质改变了
C.水的物理性质改变了
D.以上说法都正确
【答案】C
【解析】水由液态变为固态时,其化学式仍为H2O,则分子构成不变,化学性质也不变,物理性质改变了,如密度、状态。
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