3.2 熔化和凝固 题型梳理-2025-2026学年人教版(2024)物理八年级上册
2025-08-14
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内容正文:
3.2 熔化和凝固
题型目录
【题型1】辨别熔化现象和凝固现象 2
【题型2】晶体与非晶体 5
【题型3】熔化吸热和凝固放热 8
【题型4】探究固体熔化时温度的变化规律 11
知识梳理
1.熔化和凝固
(1)熔化:固态变为液态,需要吸热,如冰雪融化、糖变成糖水等。
(2)凝固:液态变为固态,需要放热,如河水结冰、糖水变成糖画等。
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的固定温度,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固形成晶体时的固定温度。晶体有确定的凝固点,非晶体没有确定的凝固点。
(3)同一种晶体的熔点和凝固点相同。
3.晶体和非晶体
(1)晶体:①晶体有整齐规则的几何外形;②晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变;③晶体有各向异性的特点。
(2)有没有熔点是区分晶体和非晶体的一个重要标准。
4.熔化吸热
(1)晶体在熔化过程中虽然温度不变,但是必须持续加热,熔化过程才能完成,表明晶体熔化过程吸热。
(2)非晶体在熔化过程中也会吸热。
(3)熔化吸热的应用。夏天在冷饮中加冰块而不是加冷水,除了是因为冰块温度更低,还因为冰块熔化过程吸热,可以使饮料的温度下降得更快。
5.凝固放热
(1)与晶体熔化吸热相反,液体在凝固成晶体的过程中,虽然温度不变,但是必须继续放热,凝固才能完成,表明晶体凝固过程放热。
(2)非晶体在凝固过程中也会放热。
(3)凝固放热的应用。冬天在菜窖内放几桶水,可以利用水凝固时放出的热量使菜窖内的温度不会太低
题型1
题型
【题型1】辨别熔化现象和凝固现象
1.熔化和凝固
2.熔化和凝固的比较
概念
实例
联系
熔化
物质从固态变为液态的过程
冰雪熔化,铁熔化为铁水、冰淇淋化掉、蜡烛燃烧成蜡油
互为逆过程
凝固
物质从液态变为固态的过程
水结冰,铜水浇入磨具成器具,蜡油又变为蜡块等。
典型例题
例1:
(2025•长春)冰块加入饮料中逐渐变小,冰块发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
【答案】A
【分析】物质从固态变成液态的变化过程叫作熔化。
【解答】解:冰块是固态的,加入饮料中后逐渐变小,是因为冰块吸收饮料的热量,由固态变成了液态,这个过程叫做熔化。而凝固是液态变为固态的过程;液化是气态变为液态的过程;凝华是气态直接变为固态的过程,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查熔化的概念及现象,属于基础题
变式训练
例1:
【变式1】(2025•乐山)中国古代铸造技术十分发达,早在5000多年前,中国人已经能通过加热,把矿石中的铜由固态变为液态。此过程中铜发生的物态变化是( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.升华
【答案】A
【分析】物质从固态变为液态的过程叫做熔化。
【解答】解:A、矿石中的铜由固态变为液态,这一过程符合熔化的定义,故A符合题意。
B、汽化是指物质从液态变为气态;故B不符合题意。
C、液化是指物质从气态变为液态;故C不符合题意。
D、升华是指物质从固态直接变为气态。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查熔化的概念及现象,属于基础题。
【变式2】(2025•凉山州)如图所示的几种物态变化,属于凝固的是( )
A.露珠的形成 B.冰糕的制作
C.霜打枝头 D.冰雪消融
【答案】B
【分析】物质从液态变成固态的变化过程叫作凝固。
【解答】解:A、露珠的形成是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴,是从气态变成液态,属于液化现象,故A不符合题意。
B、冰糕的制作是将液态的原料冷却变成固态,符合物质从液态变成固态的凝固定义,属于凝固现象,故B符合题意。
C、霜打枝头是空气中的水蒸气遇冷直接变成小冰晶,是从气态直接变成固态,属于凝华现象,故C不符合题意。
D、冰雪消融是冰或雪由固态变成液态的水,属于熔化现象,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查了物态变化,需要知道物质变化前后的状态,再根据物态变化的定义确定物态变化的名称。
【变式3】(2025•朝阳区三模)如图所示,3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中,所用材料先后经历的物态变化是( )
A.熔化 凝华 B.熔化 凝固
C.液化 凝华 D.液化 凝固
【答案】B
【分析】物质由液态变为固态的过程,叫凝固,凝固放热。
物质从固态变成液态的变化过程叫作熔化。
【解答】解:3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料属于熔化,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程属于凝固。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查熔化和凝固,属于基础题。
题型2
题型
【题型2】晶体与非晶体
1.晶体:有固定的熔化温度的固体,如海波、冰、各种金属等。
2.非晶体:没有固定的熔化温度的固体,如玻璃、石蜡、松香、沥青等。
3.晶体与非晶体区别:
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
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
注意:
(1)有没有熔点是区分晶体和非晶体的一个重要标准;
(2)熔化过程:晶体由固→固液共存→液;非晶体由固→软→稀→液。
凝固过程:晶体由液→固液共存→固;非晶体由液→稀→软→固。
(3)熔化(凝固)图象:关键是是否存在一段平行于时间轴的线段。
(4)晶体在熔点时所处的状态有三种可能:固态、液态、固液共存态。
4.熔化与凝固图像
晶体
非晶体
熔化图像
凝固图像
特点
熔化(凝固)时,温度保持不变
熔化(凝固)时,温度一直变化
典型例题
例1:
(2024秋•郫都区期末)某种玻璃在600℃时开始软化,当温度升到800℃时还没有完全熔化,这说明( )
A.这种玻璃是晶体
B.这种玻璃是非晶体
C.这种玻璃不能完全熔化
D.这种玻璃的熔点为800℃以上
【答案】B
【分析】非晶体熔化的特点:
(1)没有固定熔点。
(2)熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升。
【解答】解:某种玻璃在600℃时开始软化,当温度升到800℃时还没有完全熔化,这说明这种玻璃是非晶体,没有固定熔点。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查非晶体的熔化特点,属于基础题
变式训练
例1:
【变式1】(2024秋•乐陵市期末)如图是某物质凝固时温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.该物质可能是石蜡
B.该物质固态的熔点为48℃
C.BC段反映了该物质正在熔化吸热,但温度不变
D.CD段表示液体状态的该物质温度逐渐降低
【答案】B
【分析】(1)从图象中辨别晶体与非晶体主要看这种物质是否有一定的凝固点,即有一段时间这种物质放热,但温度不变,而此时就是这种物质熔化的过程;
(2)图中从B时刻开始熔化,到C时刻结束,这段时间物体处于熔化过程中。
【解答】解:A、由图象可以看出该物质在凝固过程中温度保持不变,所以该物质为晶体,而石蜡是非晶体,故A错误;
B、晶体在凝固过程中温度保持不变,即图象中保持不变的温度即为该晶体的凝固点,而同种物质的熔点和凝固点相同,即该物质的熔点为48℃,故B正确;
C、该图象是物质的凝固图象,BC段正在放热,故C错误;
D、CD段是凝固完成后,为固态,故D错误。
【点评】读物质凝固的图象时,关键是要从曲线变化中判断物质是否有一定的凝固点,从而确定是否属于晶体,再明确不同时间段时物质所处的状态。
【变式2】(2024秋•朝阳区校级期末)如图表示甲、乙两种物质的温度随时间的变化曲线,从图中可知, 物质是晶体,该晶体的熔点为 。
【答案】甲;80℃。
【分析】晶体和非晶体的区别:是否有熔点(凝固点),晶体在熔点(凝固点)阶段,温度是一个固定数值,表现在图象上就是一段水平线段。
【解答】解:分析图象可知,乙物质随着加热伊始温度就一直升高,故推知其为非晶体;甲物质加热一段时间后温度达到80℃时,开始吸收热量而温度保持不变,符合“晶体有一定的熔化温度“的特征,所以推知甲物质是晶体,且熔点是80℃。
【点评】注意熟练掌握晶体的温度变化曲线,此题考查通过图象获取信息的能力。
【变式3】(2024秋•白云区期末)如图所示,“钱范”是古代铸造钱币所用的模具,由正、背两块组成,内部均刻有图文。铸币时,合上正、背两块,将液态金属灌入其内,待液态金属凝固后取出,即可得到金属钱币。如表所示提供两种材料在标准大气压下的熔点,已知白银的熔点为962℃,若想复刻铸造白银钱币,应选择表中材料 制作“钱范”,原因是 。
材料
熔点t/℃
铝
660
铁
1525
【答案】铁;铁的熔点比白银的熔点高。
【分析】会比较不同材料的熔点。
【解答】解:如表所示提供两种材料在标准大气压下的熔点,已知白银的熔点为962℃,若想复刻铸造白银钱币,应选择表中材料铁制作“钱范”,原因是铁的熔点比白银的熔点高。
题型3
【题型3】熔化吸热和凝固放热
晶体在熔化或凝固过程中,虽然温度保持不变,但必须继续吸热或放热,才能保证熔化或凝固过程的完成。可见,晶体熔化或凝固过程中吸收或放出的热量,不是用来升高或降低温度的,而是用来完成熔化或凝固的。同样,非晶体在熔化或凝固时也要相应地吸热或放热,只是边升温边熔化或边降温边凝固
典型例题
例1:
(2025•淮安二模)春节期间,非遗表演“打铁花”登录淮安。表演过程中,工匠们首先将熔炉里的生铁化成汁,随后通过击打铁水,使其形成绚烂的铁花火雨,这些铁花火雨在空中逐渐冷却成铁颗粒后落地。下列说法正确的是( )
A.生铁化成铁水是升华现象,此过程吸收热量
B.生铁化成铁水是熔化现象,此过程吸收热量
C.铁水冷却成铁颗粒是液化现象,此过程放出热量
D.铁水冷却成铁颗粒是凝华现象,此过程放出热量
【答案】B
【分析】熔化是指物质从固态转变为液态的过程,这一过程需要吸收热量。
物质由液态变为固态的过程,叫凝固,凝固放热。
【解答】解:AB.生铁化成铁水为熔化现象,此过程吸收热量,故A错误,B正确;
CD.铁水冷却成铁颗粒为凝固现象,此过程放出热量,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查熔化吸热和凝固放热,属于基础题
变式训练
例1:
【变式1】(2025•乳源县二模)如图所示,市场里的商家将海鲜放在冰块上保鲜,主要是利用冰块( )
A.汽化吸热 B.液化放热 C.熔化吸热 D.凝华放热
【答案】C
【分析】海鲜放在冰块上保鲜,利用了冰熔化吸热。
【解答】解:市场里的商家将海鲜放在冰块上保鲜,主要是利用冰块熔化吸热。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
【变式2】(2025•端州区校级一模)如图是我国古代劳动人民铸造青铜器的情景。铸造时,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。关于铸造过程中的物态变化及吸放热情况,说法正确的是( )
A.先液化放热,后凝固吸热
B.先熔化吸热,后凝固放热
C.先升华吸热,后凝华放热
D.先凝固放热,后熔化吸热
【答案】B
【分析】物质由液态变为固态的过程,叫凝固,凝固放热。
熔化是指物质从固态转变为液态的过程,这一过程需要吸收热量。
【解答】解:工匠将铜料加热化为铜液是熔化过程,熔化吸热,铜液在模具中冷却成型凝固放热,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查熔化吸热和凝固放热,属于基础题。
【变式3】(2025•万山区三模)在“祝融号”火星车的顶部,有一个集热器的装置,如图所示,里面装有一种叫“正十一烷”的物质。该物质在白天温度高时为液态,夜间温度低时会变为固态,从而维持车内温度稳定。当夜间温度低时该物质会( )
A.凝固放热 B.凝华放热 C.汽化吸热 D.液化放热
【答案】A
【分析】物质由液态变为固态的过程,叫凝固,凝固放热。
【解答】解:该物质白天为液态,当夜间温度逐渐降低时,该物质会放热凝固,变为固态,故A正确。
故选:A。
【点评】此题考查了凝固现象,属于基础知识。
【变式4】(2025春•潮南区期末)如图是“泼水成冰”的游戏,游戏是在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出,将看到成片的冰晶徐徐飘落。“泼水成冰”是水 形成的(填物态变化的名称),此过程需要 (选填“吸热”或“放热”);市政工人通过向积雪的道路上撒“融雪盐”,以防止交通事故的发生,这是因为“融雪盐”能有效 (选填“提高”或“降低”)道路上积雪的熔点。
【答案】凝固;放热;降低。
【分析】(1)物质由液态变为固态的过程叫做凝固,此过程中放出热量;
(2)影响晶体熔点高低的因素:物质的种类、压力的大小、是否有杂质。
【解答】解:“泼水成冰”是水由液态变成固态的冰,属于凝固现象,凝固放热。物质种类不同,熔点一般不同;压力越大,熔点降低;当有杂质掺入时熔点降低。冰中含盐可以降低水的凝固点,使雪更容易熔化。
【点评】本题考查了物态变化,属于基础题。
题型4
题型
【题型4】探究固体熔化时温度的变化规律
1.实验装置:
2.组装实验器材的顺序:自下而上。
3.石棉网的作用:使物体受热均匀。
4.温度计的使用与读数:温度计在使用时不能触碰容器底或容器壁。
5.固体颗粒大小的选择及原因:尽可能用粉末状,这样受热均匀。
6.使用水浴法加热的优点:保证受热均匀。
7.烧杯中水量的规定及试管插入水中的位置要求:烧杯中水量不宜太多,避免加热时间过长,要求是能够浸没试管中所装固体,同时试管不能接触到烧杯底和侧壁。
8.实验结论:晶体熔化时需要吸热,但温度保持不变;非晶体在熔化时需要吸热,物质先变软再变稠,然后变稀,温度一直在升高.
典型例题
例1:
(2025•兴庆区校级三模)小明利用如图甲所示装置在常温下探究冰块熔化的特点,她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10min,实验装置中没有酒精灯,冰 (选填“会”或“不会”)熔化。
(2)图乙是他根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图像,由图像可知:冰属于 体;图乙中第4min时,物质处于 态。
(3)实验结束后,小明接着探究盐冰(浓盐水冻成的冰块)熔化时温度的变化规律,如图丙所示。通过探究可知:为防止事故发生,冬天给结冰(积雪)道路撒盐可以使含盐的冰(雪)在 (选填“更高”或“更低”)的温度下熔化。
(4)水的凝固点是0℃,酒精的凝固点是117℃,冬天室外已结冰,小明把酒精和水的混合液体放到室外(室外温度大约﹣5℃),经过很长时间却发现混合液没有凝固。就这个现象请你提出一个猜想? 。
【答案】(1)会;(2)晶;固;(3)更低;(4)水中加入酒精凝固点降低了吗?
【分析】(1)冰熔化的条件是达到熔点继续吸热,据此分析;
(2)根据绘制的“温度﹣时间”图像知5﹣15分钟吸热但温度保持不变,为晶体的熔化过程;
(3)根据图丙可知盐冰的熔点降低;
(4)把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中,经过相当长的时间后,水并没有凝固,说明混合液的凝固点降低了,据此回答。
【解答】解:(1)冰熔化的条件是达到熔点继续吸热,实验装置中没有酒精灯,冰可从周围环境吸热,冰会熔化。
(2)图乙是他根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图像,5﹣15分钟吸热但温度保持不变,由图像可知:冰属于晶体;图乙中第4min时,物质处于固态。
(3)如图丙所示,盐冰的凝固点为﹣2℃,通过探究可知:为防止事故发生,冬天给结冰(积雪)道路撒盐可以使含盐的冰(雪)在更低的温度下熔化。
(4)把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中,经过相当长的时间后,水并没有凝固,说明混合液的凝固点降低了,可提出问题:水中加入酒精凝固点降低了吗?
故答案为:(1)会;(2)晶;固;(3)更低;(4)水中加入酒精凝固点降低了吗?
【点评】本题探究冰块熔化的特点,考查对图线的分析及提出问题的能力
变式训练
例1:
【变式1】(2025•蜀山区三模)图示为小松根据实验数据作出的某物体加热熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.该物质属于非晶体
B.该物质在第3min处于固液共存状态
C.该物质的熔点是48℃,熔化过程用了5min
D.该物质在熔化时,温度先升高后不变
【答案】B
【分析】晶体的熔化特点是吸收热量,温度不变;熔化过程中保持不变的温度是熔点,晶体在熔化开始前处于固态,熔化过程中处于固液共存态。
【解答】解:A.由图像可知,该物体在熔化过程中有一段时间持续吸热但温度不变,是晶体熔化时的特点,所以该物质属于晶体,故A错误;
B.因为该物质属于晶体,在2min﹣5min内,该物质持续吸热但温度不变,在第3min处于固液共存状态,故B正确;
C.由图像可知,该物质的熔点为48℃,第2min到第5min为熔化过程,时间为3min,故C错误;
D.由图像可知,该物质是晶体,熔化过程中持续吸热但温度保持在熔点不变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是探究“晶体熔化过程的规律”的实验,考查了晶体熔化过程的特点及对熔化图象的分析。
【变式2】(2024秋•威县期末)某实验小组用如图甲所示的实验装置探究固体熔化时温度的变化规律,得到如图乙所示的图象。下列说法错误的是( )
A.该固体是晶体,熔点为80℃
B.该固体熔化时间持续了大约15min
C.第20min时,试管中的物质处于固液共存态
D.该固体在熔化过程中,不断吸热,温度不断上升
【答案】D
【分析】(1)晶体有一定的熔点,晶体熔化时的温度是熔点,熔化过程中吸收热量温度不变,内能增加;
(2)晶体从开始熔化到全部变成液态经历的时间差为晶体熔化的时间;
(3)熔化过程中处于固液共存状态。
【解答】解:A、该物质在10~25min内一直在吸收热量,温度保持80℃不变,故该固体是晶体,熔点为80℃,故A正确;
B、该固体熔化过程持续了大约25min﹣10min=15min,故B正确;
C、第20min时,试管中的物质处于熔化过程,晶体在熔化过程中处于固液共存态,故C正确;
D、该固体在熔化过程中,不断吸热,温度不变,故D错误。
故选:D。
【点评】牢记晶体的熔化特点是解决本题的关键,晶体在熔化时吸收热量,温度保持不变。
【变式3】(2024秋•江岸区期末)为研究冰熔化时温度的变化规律,某实验小组将冰放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中,实验装置如图甲所示。根据实验数据画出冰的温度随时间变化的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中使用“水浴法”加热,目的是使试管中的物质快速升温
B.由图乙可知,在t1~t2时间内,冰熔化时不需要吸热
C.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,此示数为17℃
D.试管中物质处于固液共存态时,温度计的示数为0℃
【答案】D
【分析】(1)采取“水浴法”对试管中的物质加热,这种加热方法的好处是使试管中的物质受热均匀;
(2)物质在熔化过程中不断吸热,温度不变;
(3)读取温度计的分度值,由液柱的位置得到示数;
(4)晶体在熔化时吸热但保持熔点温度不变,处于固液共存状态。
【解答】解:A、采取“水浴法”对试管中的物质加热,这种加热方法的好处是使试管中的物质受热均匀,升温较慢,故A错误;
B、由图乙可知,该物质在熔化过程中不断吸热,温度不变(一直处于0℃),故B错误;
C、由图丙可知,温度计的分度值是1℃,向下示数增大,为零下,故温度计的示数是﹣3℃,故C错误;
D、由乙图知,试管中物质在熔化过程中,持续吸热,温度不变,处于固液共存态,即该物质的熔点为0℃,属于晶体,故熔化时温度计的示数为0℃,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查晶体熔化的特点以及温度计的读数,难度不大。
【变式4】(2025•内蒙古模拟)2024年11月24日,呼和浩特市大面积降雪,为确保道路畅通和群众出行安全,呼和浩特市公路服务中心迅速行动,组织养护人员科学合理地撒铺融雪剂。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,为了验证这一猜想,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。每隔一段时间,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绘制成了凝固图像,如图甲所示。
(1)从图甲可知盐水是 (填“晶体”或“非晶体”),盐水凝固过程用了 min,冷却到第5min时呈 态。
(2)仔细观察图甲发现,该物质凝固前降温比凝固后降温 (填“快”或“慢”)。
(3)凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变 (填“高”或“低”)了。
(4)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 (填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】(1)晶体;10;液;(2)快;(3)﹣2;低;(4 )变多。
【分析】(1)液态的晶体有一定的凝固温度,凝固的过程中放热,但温度是不变的;晶体的凝固过程中温度保持不变,凝固过程是温度保持不变的那一段;
(2)相同的时间比温度变化;
(3)凝固点为温度不变的值;
(4)根据晶体凝固的条件可知:冰水混合物会向盐冰水混合物放热,由此确定冰水混合物中的水会有部分结冰,则可判断冰的变化。
【解答】解:(1)由图像甲可知,盐水从第10min开始凝固,到第20min凝固完成,凝固过程中温度保持不变,有固定的凝固点,所以为晶体,盐水凝固过程用了10min,冷却到第5min时呈液态;
(2)仔细观察图甲发现,该物质凝固前降温比凝固后降温快;
(3)图像中保持一段时间不变的温度是凝固点,由图甲可知,该盐水的凝固点是﹣2℃。水的凝固点是0℃,所以盐水的凝固点变低了;
(4)因为冰水混合物的温度是0℃,而盐冰水混合物的温度是﹣2℃,存在温度差,所以冰水混合物会向盐冰水混合物放热,冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件,所以冰水混合物中的冰会变多。
故答案为:(1)晶体;10;液;(2)快;(3)﹣2;低;(4 )变多。
【点评】本题侧重考查知识点的理解能力。应注重学生在日常学习中对知识点的理解能力的培养。
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3.2 熔化和凝固
题型目录
【题型1】辨别熔化现象和凝固现象 2
【题型2】晶体与非晶体 4
【题型3】熔化吸热和凝固放热 6
【题型4】探究固体熔化时温度的变化规律 9
知识梳理
1.熔化和凝固
(1)熔化:固态变为液态,需要吸热,如冰雪融化、糖变成糖水等。
(2)凝固:液态变为固态,需要放热,如河水结冰、糖水变成糖画等。
2.熔点和凝固点
(1)熔点:晶体熔化时的固定温度,晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。
(2)凝固点:液体凝固形成晶体时的固定温度。晶体有确定的凝固点,非晶体没有确定的凝固点。
(3)同一种晶体的熔点和凝固点相同。
3.晶体和非晶体
(1)晶体:①晶体有整齐规则的几何外形;②晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变;③晶体有各向异性的特点。
(2)有没有熔点是区分晶体和非晶体的一个重要标准。
4.熔化吸热
(1)晶体在熔化过程中虽然温度不变,但是必须持续加热,熔化过程才能完成,表明晶体熔化过程吸热。
(2)非晶体在熔化过程中也会吸热。
(3)熔化吸热的应用。夏天在冷饮中加冰块而不是加冷水,除了是因为冰块温度更低,还因为冰块熔化过程吸热,可以使饮料的温度下降得更快。
5.凝固放热
(1)与晶体熔化吸热相反,液体在凝固成晶体的过程中,虽然温度不变,但是必须继续放热,凝固才能完成,表明晶体凝固过程放热。
(2)非晶体在凝固过程中也会放热。
(3)凝固放热的应用。冬天在菜窖内放几桶水,可以利用水凝固时放出的热量使菜窖内的温度不会太低
题型1
题型
【题型1】辨别熔化现象和凝固现象
1.熔化和凝固
2.熔化和凝固的比较
概念
实例
联系
熔化
物质从固态变为液态的过程
冰雪熔化,铁熔化为铁水、冰淇淋化掉、蜡烛燃烧成蜡油
互为逆过程
凝固
物质从液态变为固态的过程
水结冰,铜水浇入磨具成器具,蜡油又变为蜡块等。
典型例题
例1:
(2025•长春)冰块加入饮料中逐渐变小,冰块发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
【答案】A
【分析】物质从固态变成液态的变化过程叫作熔化。
【解答】解:冰块是固态的,加入饮料中后逐渐变小,是因为冰块吸收饮料的热量,由固态变成了液态,这个过程叫做熔化。而凝固是液态变为固态的过程;液化是气态变为液态的过程;凝华是气态直接变为固态的过程,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查熔化的概念及现象,属于基础题
变式训练
例1:
【变式1】(2025•乐山)中国古代铸造技术十分发达,早在5000多年前,中国人已经能通过加热,把矿石中的铜由固态变为液态。此过程中铜发生的物态变化是( )
A.熔化 B.汽化 C.液化 D.升华
【变式2】(2025•凉山州)如图所示的几种物态变化,属于凝固的是( )
A.露珠的形成 B.冰糕的制作
C.霜打枝头 D.冰雪消融
【变式3】(2025•朝阳区三模)如图所示,3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料,喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出,材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中,所用材料先后经历的物态变化是( )
A.熔化 凝华 B.熔化 凝固
C.液化 凝华 D.液化 凝固
题型2
题型
【题型2】晶体与非晶体
1.晶体:有固定的熔化温度的固体,如海波、冰、各种金属等。
2.非晶体:没有固定的熔化温度的固体,如玻璃、石蜡、松香、沥青等。
3.晶体与非晶体区别:
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
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
注意:
(1)有没有熔点是区分晶体和非晶体的一个重要标准;
(2)熔化过程:晶体由固→固液共存→液;非晶体由固→软→稀→液。
凝固过程:晶体由液→固液共存→固;非晶体由液→稀→软→固。
(3)熔化(凝固)图象:关键是是否存在一段平行于时间轴的线段。
(4)晶体在熔点时所处的状态有三种可能:固态、液态、固液共存态。
4.熔化与凝固图像
晶体
非晶体
熔化图像
凝固图像
特点
熔化(凝固)时,温度保持不变
熔化(凝固)时,温度一直变化
典型例题
例1:
(2024秋•郫都区期末)某种玻璃在600℃时开始软化,当温度升到800℃时还没有完全熔化,这说明( )
A.这种玻璃是晶体
B.这种玻璃是非晶体
C.这种玻璃不能完全熔化
D.这种玻璃的熔点为800℃以上
【答案】B
【分析】非晶体熔化的特点:
(1)没有固定熔点。
(2)熔化过程中只要不断吸热,温度就不断上升。
【解答】解:某种玻璃在600℃时开始软化,当温度升到800℃时还没有完全熔化,这说明这种玻璃是非晶体,没有固定熔点。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查非晶体的熔化特点,属于基础题
变式训练
例1:
【变式1】(2024秋•乐陵市期末)如图是某物质凝固时温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.该物质可能是石蜡
B.该物质固态的熔点为48℃
C.BC段反映了该物质正在熔化吸热,但温度不变
D.CD段表示液体状态的该物质温度逐渐降低
【变式2】(2024秋•朝阳区校级期末)如图表示甲、乙两种物质的温度随时间的变化曲线,从图中可知, 物质是晶体,该晶体的熔点为 。
【变式3】(2024秋•白云区期末)如图所示,“钱范”是古代铸造钱币所用的模具,由正、背两块组成,内部均刻有图文。铸币时,合上正、背两块,将液态金属灌入其内,待液态金属凝固后取出,即可得到金属钱币。如表所示提供两种材料在标准大气压下的熔点,已知白银的熔点为962℃,若想复刻铸造白银钱币,应选择表中材料 制作“钱范”,原因是 。
材料
熔点t/℃
铝
660
铁
1525
题型3
【题型3】熔化吸热和凝固放热
晶体在熔化或凝固过程中,虽然温度保持不变,但必须继续吸热或放热,才能保证熔化或凝固过程的完成。可见,晶体熔化或凝固过程中吸收或放出的热量,不是用来升高或降低温度的,而是用来完成熔化或凝固的。同样,非晶体在熔化或凝固时也要相应地吸热或放热,只是边升温边熔化或边降温边凝固
典型例题
例1:
(2025•淮安二模)春节期间,非遗表演“打铁花”登录淮安。表演过程中,工匠们首先将熔炉里的生铁化成汁,随后通过击打铁水,使其形成绚烂的铁花火雨,这些铁花火雨在空中逐渐冷却成铁颗粒后落地。下列说法正确的是( )
A.生铁化成铁水是升华现象,此过程吸收热量
B.生铁化成铁水是熔化现象,此过程吸收热量
C.铁水冷却成铁颗粒是液化现象,此过程放出热量
D.铁水冷却成铁颗粒是凝华现象,此过程放出热量
【答案】B
【分析】熔化是指物质从固态转变为液态的过程,这一过程需要吸收热量。
物质由液态变为固态的过程,叫凝固,凝固放热。
【解答】解:AB.生铁化成铁水为熔化现象,此过程吸收热量,故A错误,B正确;
CD.铁水冷却成铁颗粒为凝固现象,此过程放出热量,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查熔化吸热和凝固放热,属于基础题
变式训练
例1:
【变式1】(2025•乳源县二模)如图所示,市场里的商家将海鲜放在冰块上保鲜,主要是利用冰块( )
A.汽化吸热 B.液化放热 C.熔化吸热 D.凝华放热
【变式2】(2025•端州区校级一模)如图是我国古代劳动人民铸造青铜器的情景。铸造时,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。关于铸造过程中的物态变化及吸放热情况,说法正确的是( )
A.先液化放热,后凝固吸热
B.先熔化吸热,后凝固放热
C.先升华吸热,后凝华放热
D.先凝固放热,后熔化吸热
【变式3】(2025•万山区三模)在“祝融号”火星车的顶部,有一个集热器的装置,如图所示,里面装有一种叫“正十一烷”的物质。该物质在白天温度高时为液态,夜间温度低时会变为固态,从而维持车内温度稳定。当夜间温度低时该物质会( )
A.凝固放热 B.凝华放热 C.汽化吸热 D.液化放热
【变式4】(2025春•潮南区期末)如图是“泼水成冰”的游戏,游戏是在零下30℃以下的极寒环境下将滚烫的开水泼出,将看到成片的冰晶徐徐飘落。“泼水成冰”是水 形成的(填物态变化的名称),此过程需要 (选填“吸热”或“放热”);市政工人通过向积雪的道路上撒“融雪盐”,以防止交通事故的发生,这是因为“融雪盐”能有效 (选填“提高”或“降低”)道路上积雪的熔点。
题型4
题型
【题型4】探究固体熔化时温度的变化规律
1.实验装置:
2.组装实验器材的顺序:自下而上。
3.石棉网的作用:使物体受热均匀。
4.温度计的使用与读数:温度计在使用时不能触碰容器底或容器壁。
5.固体颗粒大小的选择及原因:尽可能用粉末状,这样受热均匀。
6.使用水浴法加热的优点:保证受热均匀。
7.烧杯中水量的规定及试管插入水中的位置要求:烧杯中水量不宜太多,避免加热时间过长,要求是能够浸没试管中所装固体,同时试管不能接触到烧杯底和侧壁。
8.实验结论:晶体熔化时需要吸热,但温度保持不变;非晶体在熔化时需要吸热,物质先变软再变稠,然后变稀,温度一直在升高.
典型例题
例1:
(2025•兴庆区校级三模)小明利用如图甲所示装置在常温下探究冰块熔化的特点,她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10min,实验装置中没有酒精灯,冰 (选填“会”或“不会”)熔化。
(2)图乙是他根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图像,由图像可知:冰属于 体;图乙中第4min时,物质处于 态。
(3)实验结束后,小明接着探究盐冰(浓盐水冻成的冰块)熔化时温度的变化规律,如图丙所示。通过探究可知:为防止事故发生,冬天给结冰(积雪)道路撒盐可以使含盐的冰(雪)在 (选填“更高”或“更低”)的温度下熔化。
(4)水的凝固点是0℃,酒精的凝固点是117℃,冬天室外已结冰,小明把酒精和水的混合液体放到室外(室外温度大约﹣5℃),经过很长时间却发现混合液没有凝固。就这个现象请你提出一个猜想? 。
【答案】(1)会;(2)晶;固;(3)更低;(4)水中加入酒精凝固点降低了吗?
【分析】(1)冰熔化的条件是达到熔点继续吸热,据此分析;
(2)根据绘制的“温度﹣时间”图像知5﹣15分钟吸热但温度保持不变,为晶体的熔化过程;
(3)根据图丙可知盐冰的熔点降低;
(4)把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中,经过相当长的时间后,水并没有凝固,说明混合液的凝固点降低了,据此回答。
【解答】解:(1)冰熔化的条件是达到熔点继续吸热,实验装置中没有酒精灯,冰可从周围环境吸热,冰会熔化。
(2)图乙是他根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图像,5﹣15分钟吸热但温度保持不变,由图像可知:冰属于晶体;图乙中第4min时,物质处于固态。
(3)如图丙所示,盐冰的凝固点为﹣2℃,通过探究可知:为防止事故发生,冬天给结冰(积雪)道路撒盐可以使含盐的冰(雪)在更低的温度下熔化。
(4)把混合液放入温度为﹣5℃的冰箱的冷冻室中,经过相当长的时间后,水并没有凝固,说明混合液的凝固点降低了,可提出问题:水中加入酒精凝固点降低了吗?
故答案为:(1)会;(2)晶;固;(3)更低;(4)水中加入酒精凝固点降低了吗?
【点评】本题探究冰块熔化的特点,考查对图线的分析及提出问题的能力
变式训练
例1:
【变式1】(2025•蜀山区三模)图示为小松根据实验数据作出的某物体加热熔化时温度随时间变化的图像。下列说法正确的是( )
A.该物质属于非晶体
B.该物质在第3min处于固液共存状态
C.该物质的熔点是48℃,熔化过程用了5min
D.该物质在熔化时,温度先升高后不变
【变式2】(2024秋•威县期末)某实验小组用如图甲所示的实验装置探究固体熔化时温度的变化规律,得到如图乙所示的图象。下列说法错误的是( )
A.该固体是晶体,熔点为80℃
B.该固体熔化时间持续了大约15min
C.第20min时,试管中的物质处于固液共存态
D.该固体在熔化过程中,不断吸热,温度不断上升
【变式3】(2024秋•江岸区期末)为研究冰熔化时温度的变化规律,某实验小组将冰放入内有温度计的试管中,再把试管放入盛水的烧杯中,实验装置如图甲所示。根据实验数据画出冰的温度随时间变化的图像,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中使用“水浴法”加热,目的是使试管中的物质快速升温
B.由图乙可知,在t1~t2时间内,冰熔化时不需要吸热
C.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,此示数为17℃
D.试管中物质处于固液共存态时,温度计的示数为0℃
【变式4】(2025•内蒙古模拟)2024年11月24日,呼和浩特市大面积降雪,为确保道路畅通和群众出行安全,呼和浩特市公路服务中心迅速行动,组织养护人员科学合理地撒铺融雪剂。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,为了验证这一猜想,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。每隔一段时间,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绘制成了凝固图像,如图甲所示。
(1)从图甲可知盐水是 (填“晶体”或“非晶体”),盐水凝固过程用了 min,冷却到第5min时呈 态。
(2)仔细观察图甲发现,该物质凝固前降温比凝固后降温 (填“快”或“慢”)。
(3)凝固点为 ℃。实验验证了小明的猜想,因为与水相比,凝固点变 (填“高”或“低”)了。
(4)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 (填“变多”“变少”或“不变”)。
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