内容正文:
4.3 熔化和凝固
▌题型01 晶体与非晶体的辨析
1. ①④ A 80 相同
2.C
3.B
4.A
5.升高 晶体
▌题型02 实验探究:物质的熔化规律
6.B
7.(1)-14;(2)B;(3)D
8.B温度计的感温泡碰到了容器底(或A温度计的感温泡没有埋没在碎冰块中) 晶体 固液共存 增大 95 小于 不会
9.(1)均匀受热;(2)热胀冷缩 B 42;(3);(4)吸收 不变 固液共存 48;(5)升高 非晶体
10.D
▌题型03 熔点与凝固点的规律及应用
11.(1)从下到上 使海波受热均匀;(2)BC 3 固液共存 吸;(3)液;(4)相等
12.D
13.非晶体 45
14.A
15.(1)自下而上;(2)80 15 等于;(3)液;(4)温度达到熔点,继续吸热;(5)吸收 保持不变
▌题型04 凝固的特点与条件
16.(1)凝固点;(2) 不可行;(3)凝结核;(4)向池塘中投入小石子;(5)沸点
17.B
18.(1)接触杯底或杯壁;(2)相同 1.26×104;(3)快 放出;(4)位置
19.有凝结核 温度达到或高于沸点却没有沸腾的水
20.-2 放出热量 温度不变 变多
▌题型05 熔化吸热、凝固放热的生活应用
21.B
22.熔化 凝固 放热
23.振动 液化 放热
24.D
25.晶体 凝固
▌题型06 温度 - 时间图像分析
26.ABD
27.B
28.ACD
29.C
30.晶体 不变 固液共存态 4
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4.3 熔化和凝固
题型01 晶体与非晶体的辨析
题型02 实验探究:物质的熔化规律
题型03 熔点与凝固点的规律及应用
题型04 凝固的特点与条件
题型05 熔化吸热、凝固放热的生活应用
题型06 温度 - 时间图像分析
▌题型01 晶体与非晶体的辨析
1.物态变化定义
熔化:物质由固态变为液态的过程;
凝固:物质由液态变为固态的过程,是熔化的逆过程。
2.固体分类与熔化特点对比
类别
熔化核心特点
有无固定熔点
常见物质
晶体
熔化过程持续吸热,温度保持不变
有固定熔点
海波、冰、食盐、石墨、所有金属、萘
非晶体
熔化过程持续吸热,温度不断升高
无固定熔点
石蜡、松香、玻璃、沥青、蜡
3.本质区别:晶体有固定的熔化温度,熔化时处于固液共存状态;非晶体没有固定熔点,熔化过程中状态逐渐变软、变稀,温度持续上升。
4.高频易错点
误将玻璃、沥青判定为晶体,二者属于典型的非晶体;
误认为晶体熔化时温度不变,所以不需要吸热,实际上熔化全过程持续吸热。
5.考法点拨:单元测、月考常以选择题考查物质分类与特点辨析;中考常结合生活现象考查晶体与非晶体的判断。
1.固体分为晶体和非晶体两种,①海波、②沥青、③玻璃、④铁,以上属于晶体的是___________(填序号);如图所示是A、B两种物质的熔化图像,由图可知,___________(选填“A”或“B”)物质是晶体,它在熔化过程中,其熔点是___________℃。同种物质熔点和凝固点___________。
2.某同学利用如图甲所示的装置探究试管中的固体熔化时温度的变化规律,往烧杯中加适量的水,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.试管中的物质是一种晶体,熔点是80℃
B.这次熔化过程大约持续了15min
C.35min后,继续加热,温度计的示数不再上升,一定是试管里的物质沸腾了
D.在实验过程中如果记录温度的时间间隔过长,可能会错过晶体熔化过程中温度不变的过程,无法看出晶体和非晶体之间的差异
3.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.冰、海波、玻璃都是晶体 B.晶体有固定熔点,非晶体没有
C.石蜡熔化时温度保持不变 D.晶体熔化过程中不吸热
4.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
B.晶体熔化时吸热,温度不断升高
C.非晶体凝固时放热,温度保持不变
D.冰是非晶体,石蜡是晶体
5.图像为盐水的含盐量与凝固点关系图像。当盐水的含盐量大于29.9%时,随着含盐量的增加,盐水的凝固点将会逐渐______。如果从固态物质有晶体和非晶体两类看,固态的盐水属于______。
▌题型02 实验探究:物质的熔化规律
1.实验方法:水浴法加热
操作:将装有固体的试管放入盛水的烧杯中,通过加热烧杯中的水间接加热试管内的物质;
优点:使被加热物体均匀受热、升温缓慢,便于观察状态变化,准确记录温度。
2.核心实验器材:试管、烧杯、酒精灯、温度计、搅拌棒、铁架台、石棉网。
3.关键操作与目的
搅拌棒轻轻搅拌:使试管内的物质受热均匀;
温度计玻璃泡完全浸没在被测物质中,不接触试管底和试管壁;
从合适的起始温度开始计时记录:完整呈现熔化全过程的温度变化。
4.两组实验现象对比
海波(晶体):熔化前温度持续升高;熔化过程中温度保持 48 ℃不变,固液共存;全部熔化后温度继续升高。
石蜡(非晶体):整个熔化过程温度持续升高,状态由固态逐渐变软、变稠,最终变为液态,无固定的熔化温度。
5.高频易错点
误将水浴法的作用记为 “加快加热速度”,其核心作用是均匀受热、便于观察;
混淆晶体与非晶体的熔化现象,记反温度变化规律。
6.考法点拨:单元测、月考必考实验大题,常考实验方法、操作目的、现象对比与结论;中考常作为热学实验核心题,考查实验设计与规律总结。
6.图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。以下说法正确的是( )
A.安装图甲所示的器材时,应按ABC 的先后顺序进行安装
B.实验中,需要观察试管内物质的状态,并记录温度和加热时间
C.由图乙可知,该物质的熔点为90℃
D.该物质属于非晶体
7.小邵同学用图乙所示的实验装置,探究冰熔化时,温度的变化规律
(1)某一时刻温度计的示数如图甲所示,此时的温度为__________°C;
(2)下列措施中能使冰均匀受热的是__________(选填序号);
A.用酒精灯外焰加热
B.通过水浴法来加热试管中的物质
(3)根据实验数据绘出冰的温度一时间图像,老师发现小邵和小高两位同学的图像略有不同,如图丙所示,不可能造成这种情况的原因是__________(选填序号)。
A.冰的质量不同 B.酒精灯火焰不同
C.烧杯中水的质量不同 D.冰的初温不同
8.如图甲是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。
(1)是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和小亮利用如图甲所示的装置进行实验,其中存在两处错误,请找出一处并说明原因:___________;
(2)改正错误后重新实验,观察并记录温度计A的示数,作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知冰是___________(选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中,t1~t2阶段试管中的物质处于___________状态,此过程中温度不变,内能___________;
(4)观察并记录温度计B的示数,绘制出图丙的图像,根据图像可知水的沸点为___________℃,说明当地的大气压___________1个标准大气压;
(5)观察到烧杯中的水已沸腾,且A、B两温度计示数相同,此时试管中的水___________沸腾(选填“会”或“不会”)。
9.小丽做“探究石蜡和海波熔化的特点”实验的装置如图甲所示。
(1)将装有石蜡、海波的试管分别放入盛有水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是使试管内的物质______。
(2)实验中使用的温度计是利用液体的______性质工作的;将温度计正确插入石蜡和海波中,观察温度计示数时的视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是______,此时温度计示数是______℃。
(3)“探究海波熔化的特点”实验中记录的数据如表所示。请根据表中记录的数据,在图丙中描点并绘制出海波熔化时温度随时间变化的图像。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
49
50
(4)海波熔化时______(选填“吸收”或“放出”)热量,温度______(选填“升高”“降低”或“不变”);第6min时海波处于______(选填“固”“液”或“固液共存”)态;此实验中海波的熔点是______℃。
(5)图丁是小丽绘制的石蜡的熔化图像,石蜡在熔化过程中温度______(选填“升高”“降低”或“不变”),所以石蜡属于______(选填“晶体”或“非晶体”)。
10.利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律,根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.试管中装上适量碎冰进行实验,因为碎冰比大块冰的比热容小,熔化的更快
B.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,说明冰的熔点为-3℃
C.由图乙可知,在的时间内碎冰停止吸热
D.时间内的温度变化比时刻后的温度变化快,原因是水的比热容比冰的大
▌题型03 熔点与凝固点的规律及应用
1.基本概念
熔点:晶体熔化时的温度;
凝固点:物质从液态凝固为晶体时的温度。
2.核心规律
同一种晶体的凝固点与它的熔点数值相同;
不同晶体的熔点一般不同;
非晶体既没有固定的熔点,也没有固定的凝固点;
通常所说的熔点,默认是 1 个标准大气压下的数值。
3.典型应用
容器选择:可用铝锅熔化锡,不能用铝锅熔化铁;原因是铁的熔点(1538 ℃)远高于铝的熔点(660 ℃),铁未熔化时铝锅就已熔化。
状态判断:温度高于熔点时为液态,低于熔点时为固态,等于熔点时可能为固态、液态或固液共存状态。
4.高频易错点
误认为温度等于熔点时晶体一定是固液共存状态,也可能是刚开始熔化(固态)或刚好完全熔化(液态);
误认为所有固体都有熔点,非晶体无固定熔点。
5.考法点拨:单元测常结合熔点表格考查比较与应用;中考常结合生活、工业场景考查原理分析。
11.在“探究海波熔化和凝固规律”的实验中,绘制出了如图甲所示的图像。
(1)实验时,组装器材要__________(填“从上到下”或“从下到上”)。实验中,将装有晶体的试管放入盛有水的烧杯中加热,试管在水中的深度要适当,不直接将装有海波的试管放在酒精灯上加热,而是放入装有水的烧杯中加热,这样做的好处是__________;
(2)图甲中,海波的熔化过程是__________段(用图中字母表示),熔化过程经历了__________min,此过程中海波处于__________态,此过程中海波__________(填“吸”或“放”)热;
(3)图甲中,海波在点是__________态;
(4)由该图像知同一种晶体的熔点和凝固点__________(选填“相等”或“不相等”)。
12.根据表中所提供的数据,在标准大气压下,下列判断正确的是( )
标准大气压
物质
熔点/℃
固态酒精
-117
水银
-39
铁
1535
铝
660
A.-39℃的水银一定是固态
B.酒精的凝固点低于-117℃
C.用铝锅可以将铁块熔化成铁水
D.气温达到-50℃时,可以用酒精温度计测量
13.某科研机构研发出了一种新型材料,镶嵌在墙壁中可以使房间冬暖夏凉。这种材料的特点是温度达到25℃就开始熔化,完全熔化时温度达到35℃,这种物质是___________(填“晶体”或“非晶体”);某晶体熔点为45℃,相同条件下它的凝固点是______________℃。
14.炎热的夏天,大家都喜欢吃冰激凌解暑。两组同学在标准大气压下制作菠萝冰棒,甲组将装有菠萝汁的小塑料杯放在正在熔化的纯冰块中,乙组将同样的菠萝汁放在正在熔化的盐冰块中(已知盐冰块的熔点为-5℃,菠萝汁的凝固点为0℃),关于这两组实验(大碗中的冰块足够多),下列说法正确的是( )
A.乙组的盐冰块会变少
B.盐冰块的凝固点高于菠萝汁的凝固点
C.甲、乙两组都能制作出菠萝冰棒
D.菠萝汁凝固的过程需要吸收热量
15.如图所示,小丽在老师的指导下用如图甲所示装置探究晶体萘熔化时温度的变化规律,请回答下列问题:
(1)组装图甲中的实验器材时,应按照____________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装;
(2)图乙是萘熔化时温度随时间变化的图像。该物质的熔点是________℃,熔化过程中,从开始熔化到完全熔化,大约持续了________分钟;此物质的凝固点________(选填“大于”“等于”或“小于”)它的熔点。
(3)温度为时,该物质处于________(选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(4)晶体熔化时的条件是_________;
(5)晶体熔化时的特点是在熔化过程中________热量、温度________。
▌题型04 凝固的特点与条件
1.吸放热规律:凝固是熔化的逆过程,物质凝固过程中放出热量。
2.晶体凝固的特点
凝固过程中持续放热,温度保持不变;
凝固的两个必要条件:①温度达到凝固点;②持续向外放出热量。
3.非晶体凝固的特点:凝固过程中持续放热,温度不断降低,没有固定的凝固温度。
4.数值对应:同一种晶体,凝固点与熔点数值相同;例如 1 标准大气压下,水的凝固点是 0 ℃,冰的熔点也是 0 ℃。
5.高频易错点
误认为液体温度降到凝固点就一定会凝固,还需要持续向外放热;
误认为非晶体凝固也有固定温度,非晶体凝固过程温度持续下降。
6.考法点拨:单元测常结合生活现象考查凝固条件判断;中考常结合物态变化综合考查凝固的特点。
16.阅读材料,回答问题。
过冷液体
具备凝固条件但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体产生的原因是液体太过纯净,没有凝固所需的“凝结核”。当投入少许固体,或摇晃液体,都能让过冷液体迅速凝固。
液态水可以较长时间保持在0℃以下不结冰,从而成为过冷水。你可以按照以下步骤制作一瓶过冷水并使其迅速凝固:第一步,先将冰箱冷冻室温度调至;第二步,再将两只玻璃瓶装入纯净水竖直放入冷冻室,记录时间;第三步,三天后打开冰箱观察纯净水,发现水还没冰冻。拿出纯净水摇晃几下继续观察,发现水被冻住。
(1)过冷液体是指温度低于________但仍不凝固或结晶的液体。
(2)制作过冷水过程中,纯净水刚刚从冰箱拿出来时的温度为________℃。由该过程判断,用含泥沙的水制作过冷水________(选填“可行”或“不可行”)。
(3)当天空中的飞机穿过有过冷水的云层时,云中的过冷水遇到飞机,会马上结成冰,飞机就容易发生坠机事故。飞机在有过冷水的云层中相当于“________”。
(4)动画片海尔兄弟之《冰川危机》中有个片段是:一个池塘里的水在零下的温度仍未结冰。如果你是编剧,为了使池水能迅速结冰,写出一条可以采取的措施________________。
(5)生活中不仅有过冷液体,还可能产生过热液体,请你分析过热液体是指温度高于________,但仍不沸腾的液体。
17.把-4℃的冰放入足够多的0℃的水中,过一段时间,则( )
A.有些冰会熔化成水 B.有些水会凝固成冰
C.冰和水的多少都没变 D.条件不足,无法判定
18.利用低温箱和温度传感器探究不同温度的水降温的快慢,温度传感器可实时监测并自动记录水温,如图甲所示。
(1)实验时,在三个相同的杯子中加入质量相同(100g)、初温不同的水。将温度传感器的探头浸没水中测量水温时,应注意探头不要__________;
(2)将三杯水同时放入-30℃的低温箱中冷却,箱内的风扇可使箱内气流稳定循环,使得三杯水受冷环境__________;初温最低的水下降到凝固点时放出的热量是__________J。
(3)同时用三个温度传感器分别监测三杯水的温度,并获得温度随时间变化的图像如图乙。分析图像可知:在其他条件相同的情况下,初温高的水降温__________(选填“快”或“慢”);水在凝固过程中,__________热量,温度保持不变:
(4)为提高实验结论的普遍性,实验时应在每杯水中放入多个探头,对杯子中不同__________的水进行测量。
19.过冷水是指温度达到或低于凝固点时却没有凝固成冰的水,水凝固成冰的一个必要条件是:有凝结核,当温度低到凝固点以下时,如果水太过纯净,即使在0℃以下也不会结冰,凝结核可以是微小的冰晶、水中的悬浮物,也可以是器皿的壁。由此可知,水凝固成冰至少要满足:①达到凝固点,②_______,③继续放热三个条件。另外不仅有过冷水,还有过热水。过热水可能是指_______。
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像(如图甲所示)。
(1)从图像中可以看出该盐水的凝固点为___________℃;
(2)晶体凝固时的条件是___________、___________;
(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”)。
▌题型05 熔化吸热、凝固放热的生活应用
1.熔化吸热的应用
“下雪不冷,化雪冷”:雪熔化时需要吸收大量的热,导致周围环境温度降低,因此化雪时感觉更冷;
冷藏保鲜:利用冰块熔化吸热,给食物降温保鲜。
2.凝固放热的应用
北方冬天菜窖放几桶水:水凝固时放出热量,使菜窖内温度不至于过低,防止蔬菜冻坏;
金属铸造:利用金属熔化后再凝固放热的过程,浇铸成型金属器具。
3.高频易错点
记反吸放热规律:熔化吸热,凝固放热,易出现 “熔化放热” 的错误表述;
误认为晶体熔化时温度不变,所以不吸热,温度不变的同时仍在持续吸收热量。
4.考法点拨:单元测、月考常以简答、选择题考查现象解释;中考常结合生活情境考查原理应用。
21.西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(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,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
22.如图所示的棉花糖是许多同学喜爱的零食, 制作过程中利用高温将白糖________(填物态变化名称, 下同) 成液态, 白糖液体通过机器的微孔甩出, 遇空气后________成细丝, 将细丝缠绕在一根竹棍就变成了棉花糖, 白糖液体变成细丝的过程需要________(填“吸热”或“放热”)。
23.诗句“夜阑卧听风吹雨,铁马冰河入梦来”中,风声是由空气___________产生的,雨是由高空的水蒸气遇冷___________(填物态变化名称)形成的,河水结冰需要___________(选填“吸热”或“放热”)。
24.下面列举了一些物态变化在生活中的应用,相关说法正确的是( )
A.冬季,在菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,是利用了水汽化吸热
B.牙医检查牙齿时,在小镜子伸进口腔前先放在火上烤一烤可以防止小镜子起雾,是利用了熔化放热
C.在火箭发射台下方建造水池可以防止火箭发射台因为高温熔化,是利用了液化放热
D.夏天喝冰饮料时,水珠会出现在杯子的外侧。
25.2022年7月23日,我国自主研制的火星探测器“天问一号”经历了4亿公里来到火星,对着陆区详细勘测后,携带火星车的着陆器利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆,并开展为期90个火星日(一个火星日约24小时39分35.2秒)的巡视探测任务。火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,为了应对火星上的极端天气,火星车“祝融号”(如图)表面包裹着一层纳米气凝胶,同时有集热窗口共同保证其能在一个理想的温度水平。集热窗内的材料为固体正十一烷(熔点-26℃,沸点196℃),该材料为________(选填“晶体”或“非晶体”),白天吸收阳光后,晚上通过________(填写物态变化名称)放出热量。
▌题型06 温度 - 时间图像分析
1.晶体熔化图像
上升段:固态,吸热升温;
水平段:固液共存状态,熔化过程,持续吸热、温度不变,对应温度为熔点;
上升段:液态,吸热升温。
2.晶体凝固图像
下降段:液态,放热降温;
水平段:固液共存状态,凝固过程,持续放热、温度不变,对应温度为凝固点;
下降段:固态,放热降温。
3.非晶体的图像特征
熔化图像:全程上升,无水平段,温度持续升高;
凝固图像:全程下降,无水平段,温度持续降低。
4.图像解题关键
看有无水平段:有水平段对应晶体,无水平段对应非晶体;
水平段对应的温度即为熔点(或凝固点);
水平段的时间长度,就是熔化(或凝固)过程持续的时间。
5.高频易错点
误将水平段的起点或终点当作整个熔化过程,熔化时间是水平段对应的总时长;
混淆熔化与凝固的图像趋势,上升型对应熔化,下降型对应凝固。
6.考法点拨:单元测、月考高频考点,常结合图像考查状态判断、过程判断、熔点读取;中考常作为物态变化实验题的核心部分,考查图像分析能力。
26.下图是金属锡的熔化和凝固图像,下列对此图像分析正确的是___________
A.锡的熔化时间是4min,凝固时间是2min
B.第5min时的锡处于固液共存态
C.固态锡达到232℃时一定会熔化
D.AB段锡处于固态,吸收热量,温度升高
E.BC段锡处于固液并存,吸收热量,温度升高
F.EF段锡处于固液并存,放出热量,温度降低
G.FG段锡处于液态,放出热量,温度降低
27.蜡烛燃烧时会有部分蜡变为蜡油滴落,滴落后重新变为固态蜡,下列各图中,能正确描述整个过程中温度变化的图像是( )
A. B.
C. D.
28.(多选)某物质的熔化图像如图甲所示,则下列说法正确的是( )
A.该物质为晶体
B.该物质熔化过程持续时间为20min
C.该物质在15min时是固液共存态,继续吸热
D.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,试管内冰的质量会逐渐增加
29.小明同学对冰加热,他将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是( )
A.图象中的BCD段是冰的熔化过程
B.DE段物质的温度保持不变,没有吸热
C.水的沸点是100℃
D.AB段物质在吸热,BC段物质没有吸热
30.小刚同学在探究某种物质熔化特点的实验中,根据实验数据画出了该物质熔化过程中温度随时间变化的图像。由图像可知,该物质是 ___________(选填“晶体”或“非晶体”),在熔化过程中温度 ___________;在加热6min时,该物质处于 ___________(选填“固态”“液态”或“固液共存态”),该物质熔化过程持续了 ___________min。
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4.3 熔化和凝固
题型01 晶体与非晶体的辨析
题型02 实验探究:物质的熔化规律
题型03 熔点与凝固点的规律及应用
题型04 凝固的特点与条件
题型05 熔化吸热、凝固放热的生活应用
题型06 温度 - 时间图像分析
▌题型01 晶体与非晶体的辨析
1.物态变化定义
熔化:物质由固态变为液态的过程;
凝固:物质由液态变为固态的过程,是熔化的逆过程。
2.固体分类与熔化特点对比
类别
熔化核心特点
有无固定熔点
常见物质
晶体
熔化过程持续吸热,温度保持不变
有固定熔点
海波、冰、食盐、石墨、所有金属、萘
非晶体
熔化过程持续吸热,温度不断升高
无固定熔点
石蜡、松香、玻璃、沥青、蜡
3.本质区别:晶体有固定的熔化温度,熔化时处于固液共存状态;非晶体没有固定熔点,熔化过程中状态逐渐变软、变稀,温度持续上升。
4.高频易错点
误将玻璃、沥青判定为晶体,二者属于典型的非晶体;
误认为晶体熔化时温度不变,所以不需要吸热,实际上熔化全过程持续吸热。
5.考法点拨:单元测、月考常以选择题考查物质分类与特点辨析;中考常结合生活现象考查晶体与非晶体的判断。
1.固体分为晶体和非晶体两种,①海波、②沥青、③玻璃、④铁,以上属于晶体的是___________(填序号);如图所示是A、B两种物质的熔化图像,由图可知,___________(选填“A”或“B”)物质是晶体,它在熔化过程中,其熔点是___________℃。同种物质熔点和凝固点___________。
【答案】 ①④ A 80 相同
【解析】常见的晶体有海波、金属、冰等,非晶体有沥青、玻璃、松香等,因此属于晶体的是①海波、④铁。
由晶体熔化时温度保持不变的特点可知,熔化图像有水平段的是晶体,故A物质是晶体。
晶体熔化时的温度为熔点,由图得该晶体熔点为80℃。
对于同种晶体,它的熔点和凝固点是相同的。
2.某同学利用如图甲所示的装置探究试管中的固体熔化时温度的变化规律,往烧杯中加适量的水,将温度计插入试管后,待温度升至50℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度,温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.试管中的物质是一种晶体,熔点是80℃
B.这次熔化过程大约持续了15min
C.35min后,继续加热,温度计的示数不再上升,一定是试管里的物质沸腾了
D.在实验过程中如果记录温度的时间间隔过长,可能会错过晶体熔化过程中温度不变的过程,无法看出晶体和非晶体之间的差异
【答案】C
【解析】A.由图乙可知,BC段温度保持80℃不变,该物质有固定的熔化温度,是晶体,熔点为80℃,故A正确;
B.熔化过程从第开始,到第结束,持续时间,故B正确;
C.35min后继续加热,烧杯中的水已经达到沸点,温度不变,此时试管内的物质温度和烧杯内水的沸点相同,无法继续从外界吸收热量,温度计示数不再上升,故C错误;
D.如果记录温度的时间间隔过长,很可能跳过晶体熔化时温度不变的阶段,记录不到温度恒定的数据,就无法区分有固定熔点的晶体和无固定熔点的非晶体,故D正确。
本题要求选择错误的,故选C。
3.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.冰、海波、玻璃都是晶体 B.晶体有固定熔点,非晶体没有
C.石蜡熔化时温度保持不变 D.晶体熔化过程中不吸热
【答案】B
【解析】A.玻璃属于非晶体,故A错误;
B.晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点,故B正确;
C.石蜡属于非晶体,熔化过程中温度不断升高,故C错误;
D.晶体熔化过程中需要吸热,故D错误。
故选B。
4.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
B.晶体熔化时吸热,温度不断升高
C.非晶体凝固时放热,温度保持不变
D.冰是非晶体,石蜡是晶体
【答案】A
【解析】A.晶体具有规则的原子或分子排列,熔化时温度保持不变,直到完全熔化,因此有固定熔点。非晶体没有规则结构,熔化时温度逐渐升高,没有固定熔点,故A正确;
B.晶体熔化时吸热,但温度保持不变,故B错误;
C.非晶体凝固时放热,但温度持续下降,故C错误;
D.冰是晶体,具有规则的六边形结构。石蜡是非晶体,熔化时温度逐渐升高。故D错误。
故选A。
5.图像为盐水的含盐量与凝固点关系图像。当盐水的含盐量大于29.9%时,随着含盐量的增加,盐水的凝固点将会逐渐______。如果从固态物质有晶体和非晶体两类看,固态的盐水属于______。
【答案】 升高 晶体
【解析】[1]观察中当盐水含盐量大于29.9%时的图像趋势,随着含盐量的增加,图像中对应的盐水凝固点的温度值在升高,所以当盐水的含盐量大于29.9%时,随着含盐量的增加,盐水的凝固点将会逐渐升高。
[2]晶体有固定的凝固点,非晶体没有固定的凝固点。从给出的图像可以看出,盐水有固定的凝固点(不同含盐量对应固定的凝固温度),所以如果从固态物质有晶体和非晶体两类看,固态的盐水属于晶体。
▌题型02 实验探究:物质的熔化规律
1.实验方法:水浴法加热
操作:将装有固体的试管放入盛水的烧杯中,通过加热烧杯中的水间接加热试管内的物质;
优点:使被加热物体均匀受热、升温缓慢,便于观察状态变化,准确记录温度。
2.核心实验器材:试管、烧杯、酒精灯、温度计、搅拌棒、铁架台、石棉网。
3.关键操作与目的
搅拌棒轻轻搅拌:使试管内的物质受热均匀;
温度计玻璃泡完全浸没在被测物质中,不接触试管底和试管壁;
从合适的起始温度开始计时记录:完整呈现熔化全过程的温度变化。
4.两组实验现象对比
海波(晶体):熔化前温度持续升高;熔化过程中温度保持 48 ℃不变,固液共存;全部熔化后温度继续升高。
石蜡(非晶体):整个熔化过程温度持续升高,状态由固态逐渐变软、变稠,最终变为液态,无固定的熔化温度。
5.高频易错点
误将水浴法的作用记为 “加快加热速度”,其核心作用是均匀受热、便于观察;
混淆晶体与非晶体的熔化现象,记反温度变化规律。
6.考法点拨:单元测、月考必考实验大题,常考实验方法、操作目的、现象对比与结论;中考常作为热学实验核心题,考查实验设计与规律总结。
6.图甲是观察物质熔化和凝固现象的实验装置,图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化图像。以下说法正确的是( )
A.安装图甲所示的器材时,应按ABC 的先后顺序进行安装
B.实验中,需要观察试管内物质的状态,并记录温度和加热时间
C.由图乙可知,该物质的熔点为90℃
D.该物质属于非晶体
【答案】B
【解析】A.安装图甲所示的器材时,应按照从下到上的顺序来组装,即按照CBA的先后顺序进行安装,故A错误;
B.实验中,需要观察试管内物质的状态,同时并记录物质的温度和加热时间,符合实验步骤,故B正确;
C.由图乙可知,该物质固定不变的温度为为80℃,即物质的熔点为80℃,故C错误;
D.该物质有固定的熔点,属于晶体,故D错误。
故选B。
7.小邵同学用图乙所示的实验装置,探究冰熔化时,温度的变化规律
(1)某一时刻温度计的示数如图甲所示,此时的温度为__________°C;
(2)下列措施中能使冰均匀受热的是__________(选填序号);
A.用酒精灯外焰加热
B.通过水浴法来加热试管中的物质
(3)根据实验数据绘出冰的温度一时间图像,老师发现小邵和小高两位同学的图像略有不同,如图丙所示,不可能造成这种情况的原因是__________(选填序号)。
A.冰的质量不同 B.酒精灯火焰不同
C.烧杯中水的质量不同 D.冰的初温不同
【答案】(1)-14;(2)B;(3)D
【解析】(1)如图甲,温度计的分度值为1℃,液面在零刻线下,读数为-14℃。
(2)A. 用酒精灯外焰加热,是因为外焰温度高,不能使冰均匀受热,故A不符合题意;
B.通过水浴法来加热试管中的物质,物质和热源的接触面较大,能均匀受热,故B符合题意。
故选B。
(3)ABC.由图像可知,冰的初温相同,开始熔化的时间、熔化时间不同,说明冰的质量可能不同,也可能是冰的质量相同,酒精灯火焰不同或烧杯中水的质量不同,故ABC不符合题意;
D.由图像可知,冰的初温相同。假使冰的质量相同、初温不同,则冰开始熔化前的加热时间不同,熔化时间相同,而图中熔化时间也不同。故D符合题意。
故选D。
8.如图甲是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。
(1)是小亮设计的能做“探究冰熔化时温度的变化规律”和小亮利用如图甲所示的装置进行实验,其中存在两处错误,请找出一处并说明原因:___________;
(2)改正错误后重新实验,观察并记录温度计A的示数,作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知冰是___________(选填“晶体”或“非晶体”);
(3)图乙中,t1~t2阶段试管中的物质处于___________状态,此过程中温度不变,内能___________;
(4)观察并记录温度计B的示数,绘制出图丙的图像,根据图像可知水的沸点为___________℃,说明当地的大气压___________1个标准大气压;
(5)观察到烧杯中的水已沸腾,且A、B两温度计示数相同,此时试管中的水___________沸腾(选填“会”或“不会”)。
【答案】B温度计的感温泡碰到了容器底(或A温度计的感温泡没有埋没在碎冰块中) 晶体 固液共存 增大 95 小于 不会
【解析】(1)[1]根据温度计的使用方法,由甲图可知,存在的错误是:一是B温度计的感温泡碰到了容器底;要测碎冰块的温度,将A温度计的感温泡埋没在碎冰块中,所以第二个错误是A温度计的感温泡没有埋没在碎冰块中。
(2)[2]通过图乙可知,冰t1~t2阶段,冰吸收热量,温度保持不变,符合晶体熔化特点,所以冰是晶体。
(3)[3][4]由乙图可知,t1~t2阶段冰处于熔化过程中,物质处于固液共存状态,此过程吸收热量,温度不变,内能增大。
(4)[5][6]由丙图图像可知,水升高到95℃就不再升高,说明水已经沸腾了,所以水的沸点为95℃;由于1标准大气压下,水的沸点为100℃,并且沸点随气压的升高而升高,而此时水的沸点为95℃,小于100℃,说明当地的大气压小于1个标准大气压。
(5)[7]烧杯中的水已沸腾,且A、B两温度计示数相同,说明试管和烧杯中水温度相同,不存在温度差,所以试管中的水不能从烧杯中吸收热量,所以试管中的水不会沸腾。
9.小丽做“探究石蜡和海波熔化的特点”实验的装置如图甲所示。
(1)将装有石蜡、海波的试管分别放入盛有水的烧杯内加热,而不是直接用酒精灯加热,目的是使试管内的物质______。
(2)实验中使用的温度计是利用液体的______性质工作的;将温度计正确插入石蜡和海波中,观察温度计示数时的视线A、B、C如图乙所示,其中正确的是______,此时温度计示数是______℃。
(3)“探究海波熔化的特点”实验中记录的数据如表所示。请根据表中记录的数据,在图丙中描点并绘制出海波熔化时温度随时间变化的图像。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
49
50
(4)海波熔化时______(选填“吸收”或“放出”)热量,温度______(选填“升高”“降低”或“不变”);第6min时海波处于______(选填“固”“液”或“固液共存”)态;此实验中海波的熔点是______℃。
(5)图丁是小丽绘制的石蜡的熔化图像,石蜡在熔化过程中温度______(选填“升高”“降低”或“不变”),所以石蜡属于______(选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】(1)均匀受热;(2)热胀冷缩 B 42;(3);(4)吸收 不变 固液共存 48;(5)升高 非晶体
【解析】(1)将装有海波、石蜡的试管分别放在盛水的烧杯内加热,即采用水浴加热,目的是为了使被加热物质均匀受热。
(2)[1]实验中所使用的温度计是利用液体热胀冷缩的性质工作的;
[2]温度计读数时,视线要与液柱的液面相平,即如图乙中的B所示。
[3]由图乙可知,该温度计的分度值为1℃,则温度计的示数为42℃。
(3)在作晶体的熔化图像时,我们一般用竖轴表示温度,用横轴表示时间,再根据表中数据在图中描点,最后将这些点用直线或光滑的曲线连接起来即可,如下图所示:
(4)[1]海波在熔化过程中仍需要使用酒精灯加热,说明海波熔化过程中需要吸收热量。
[2]由表格中数据可知,海波熔化过程中温度保持不变。
[3]由表格中数据可知,第4min前,海波处于固态;第4到7min,海波正在熔化,处于固液共存状态;第7min后,海波完全熔化,处于液态。因为第6min在第4到7min内,所以此时海波处于固液共存状态。
[4]海波的温度不变的过程,为熔化过程,此时的温度即为海波的熔点,即为48℃。
(5)[1]由丁图可知,石蜡在熔化过程中温度随加热时间的加长而逐渐升高。
[2]由于石蜡没有固定的熔化温度,说明石蜡是非晶体。
10.利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律,根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.试管中装上适量碎冰进行实验,因为碎冰比大块冰的比热容小,熔化的更快
B.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,说明冰的熔点为-3℃
C.由图乙可知,在的时间内碎冰停止吸热
D.时间内的温度变化比时刻后的温度变化快,原因是水的比热容比冰的大
【答案】D
【解析】A.将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,这样做不仅可以使碎冰受热均匀,而且便于记录各时刻的温度并观察冰的状态,故A错误;
B.图丙中温度计的分度值是1℃,液面在0刻度以下第3格,所以读数为-3℃,说明某时刻冰的温度是-3℃,而不是冰的熔点为-3℃,故B错误;
C.图乙中的时间内,冰在熔化过程中,冰在吸收热量,温度保持0℃不变,故C错误;
D.取0至t1时段与t2时刻后一段相等时间观察,则吸热相等,物质由固态冰变为液态水的过程中质量保持不变,水的比热容比冰大,由 知道,升高的温度不同,水升温比冰要慢,故D正确。
故选D。
▌题型03 熔点与凝固点的规律及应用
1.基本概念
熔点:晶体熔化时的温度;
凝固点:物质从液态凝固为晶体时的温度。
2.核心规律
同一种晶体的凝固点与它的熔点数值相同;
不同晶体的熔点一般不同;
非晶体既没有固定的熔点,也没有固定的凝固点;
通常所说的熔点,默认是 1 个标准大气压下的数值。
3.典型应用
容器选择:可用铝锅熔化锡,不能用铝锅熔化铁;原因是铁的熔点(1538 ℃)远高于铝的熔点(660 ℃),铁未熔化时铝锅就已熔化。
状态判断:温度高于熔点时为液态,低于熔点时为固态,等于熔点时可能为固态、液态或固液共存状态。
4.高频易错点
误认为温度等于熔点时晶体一定是固液共存状态,也可能是刚开始熔化(固态)或刚好完全熔化(液态);
误认为所有固体都有熔点,非晶体无固定熔点。
5.考法点拨:单元测常结合熔点表格考查比较与应用;中考常结合生活、工业场景考查原理分析。
11.在“探究海波熔化和凝固规律”的实验中,绘制出了如图甲所示的图像。
(1)实验时,组装器材要__________(填“从上到下”或“从下到上”)。实验中,将装有晶体的试管放入盛有水的烧杯中加热,试管在水中的深度要适当,不直接将装有海波的试管放在酒精灯上加热,而是放入装有水的烧杯中加热,这样做的好处是__________;
(2)图甲中,海波的熔化过程是__________段(用图中字母表示),熔化过程经历了__________min,此过程中海波处于__________态,此过程中海波__________(填“吸”或“放”)热;
(3)图甲中,海波在点是__________态;
(4)由该图像知同一种晶体的熔点和凝固点__________(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)从下到上 使海波受热均匀;(2)BC 3 固液共存 吸;(3)液;(4)相等
【解析】(1)组装器材需先根据酒精灯外焰高度确定最下方铁圈位置,再向上依次固定烧杯、试管、温度计,因此按从下到上顺序;水浴法加热能让试管被水包围,受热更均匀,且升温慢,方便观察熔化时的温度变化。
(2)海波是晶体,熔化时温度保持不变,对应图像中水平的BC段。
B点对应第3min,C点对应第6min,熔化过程时长
晶体熔化过程中既有未熔化的固态,也有熔化出的液态,处于固液共存态。
熔化需要持续吸热,因此这个过程中海波要吸收热量,温度不变。
(3)DE段是熔化后液态海波的降温过程,到E点时温度刚降到凝固点,还没有开始凝固,因此E点海波是液态。
(4)从图像可以看出,海波熔化时保持48℃不变(熔点为48℃),凝固时也保持48℃不变(凝固点为48℃),因此同一种晶体的熔点和凝固点相等。
12.根据表中所提供的数据,在标准大气压下,下列判断正确的是( )
标准大气压
物质
熔点/℃
固态酒精
-117
水银
-39
铁
1535
铝
660
A.-39℃的水银一定是固态
B.酒精的凝固点低于-117℃
C.用铝锅可以将铁块熔化成铁水
D.气温达到-50℃时,可以用酒精温度计测量
【答案】D
【解析】A.水银是晶体,水银熔点(凝固点)为,在凝固点温度时,水银可能固态、液态、固液共存态,所以的水银不一定是固态,故A错误;
B.同种物质的凝固点和熔点相同,固态酒精熔点为,酒精凝固点也为,故B错误;
C.铝的熔点为,铁的熔点为,要熔化铁需要温度达到,这个温度远高于铝的熔点,铝锅会先熔化,因此不能用铝锅熔化铁块,故C错误;
D.酒精凝固点为,高于酒精凝固点,此时酒精为液态,可用于温度计测温,故D正确。
故选D。
13.某科研机构研发出了一种新型材料,镶嵌在墙壁中可以使房间冬暖夏凉。这种材料的特点是温度达到25℃就开始熔化,完全熔化时温度达到35℃,这种物质是___________(填“晶体”或“非晶体”);某晶体熔点为45℃,相同条件下它的凝固点是______________℃。
【答案】 非晶体 45
【解析】因晶体熔化时有固定熔点,该材料熔化过程温度不断升高、无固定熔点,故为非晶体;
由同种晶体的熔点与凝固点相等可知,该晶体熔点为45℃,则其凝固点也是45℃。
14.炎热的夏天,大家都喜欢吃冰激凌解暑。两组同学在标准大气压下制作菠萝冰棒,甲组将装有菠萝汁的小塑料杯放在正在熔化的纯冰块中,乙组将同样的菠萝汁放在正在熔化的盐冰块中(已知盐冰块的熔点为-5℃,菠萝汁的凝固点为0℃),关于这两组实验(大碗中的冰块足够多),下列说法正确的是( )
A.乙组的盐冰块会变少
B.盐冰块的凝固点高于菠萝汁的凝固点
C.甲、乙两组都能制作出菠萝冰棒
D.菠萝汁凝固的过程需要吸收热量
【答案】A
【解析】A.乙组中菠萝汁温度高于盐冰块,菠萝汁向盐冰块放热,盐冰块吸热熔化,质量变少,故A正确;
B.盐冰块熔点为,同种晶体凝固点等于熔点,故盐冰块凝固点为,低于菠萝汁的凝固点,故B错误;
C.甲组中纯冰熔化时温度保持,菠萝汁降温至后与纯冰温度相同,无法继续放热,不能凝固;乙组中盐冰熔化时温度保持,菠萝汁降温至后能继续向盐冰放热,可以凝固,故只有乙组能制作出菠萝冰棒,故C错误;
D.菠萝汁凝固过程需要放出热量,故D错误。
故选A。
15.如图所示,小丽在老师的指导下用如图甲所示装置探究晶体萘熔化时温度的变化规律,请回答下列问题:
(1)组装图甲中的实验器材时,应按照____________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装;
(2)图乙是萘熔化时温度随时间变化的图像。该物质的熔点是________℃,熔化过程中,从开始熔化到完全熔化,大约持续了________分钟;此物质的凝固点________(选填“大于”“等于”或“小于”)它的熔点。
(3)温度为时,该物质处于________(选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(4)晶体熔化时的条件是_________;
(5)晶体熔化时的特点是在熔化过程中________热量、温度________。
【答案】(1)自下而上;(2)80 15 等于;(3)液;(4)温度达到熔点,继续吸热;(5)吸收 保持不变
【解析】(1)实验组装器材时,需先调整酒精灯外焰的高度(确保用外焰加热),再依次向上固定铁圈、烧杯、试管、温度计的位置,因此按照自下而上的顺序安装,可避免反复调整器材高度。
(2)晶体熔化时温度保持不变,图像中水平段对应的温度就是萘的熔点,为80℃;从第10min开始温度不变(开始熔化),到第25min温度重新上升(熔化结束),熔化时长为25min-10min=15min;同一晶体的凝固点和熔点是相同的。
(3)90℃高于萘的熔点80℃,此时萘已经完全熔化,因此处于液态。
(4)由实验可知,晶体熔化时需要温度达到熔点,继续吸热。
(5)由实验可知,由实验可知,由实验可知,y由实验可知,晶体熔化时的特点是在熔化过程中要吸收热量,温度保持不变。
▌题型04 凝固的特点与条件
1.吸放热规律:凝固是熔化的逆过程,物质凝固过程中放出热量。
2.晶体凝固的特点
凝固过程中持续放热,温度保持不变;
凝固的两个必要条件:①温度达到凝固点;②持续向外放出热量。
3.非晶体凝固的特点:凝固过程中持续放热,温度不断降低,没有固定的凝固温度。
4.数值对应:同一种晶体,凝固点与熔点数值相同;例如 1 标准大气压下,水的凝固点是 0 ℃,冰的熔点也是 0 ℃。
5.高频易错点
误认为液体温度降到凝固点就一定会凝固,还需要持续向外放热;
误认为非晶体凝固也有固定温度,非晶体凝固过程温度持续下降。
6.考法点拨:单元测常结合生活现象考查凝固条件判断;中考常结合物态变化综合考查凝固的特点。
16.阅读材料,回答问题。
过冷液体
具备凝固条件但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体产生的原因是液体太过纯净,没有凝固所需的“凝结核”。当投入少许固体,或摇晃液体,都能让过冷液体迅速凝固。
液态水可以较长时间保持在0℃以下不结冰,从而成为过冷水。你可以按照以下步骤制作一瓶过冷水并使其迅速凝固:第一步,先将冰箱冷冻室温度调至;第二步,再将两只玻璃瓶装入纯净水竖直放入冷冻室,记录时间;第三步,三天后打开冰箱观察纯净水,发现水还没冰冻。拿出纯净水摇晃几下继续观察,发现水被冻住。
(1)过冷液体是指温度低于________但仍不凝固或结晶的液体。
(2)制作过冷水过程中,纯净水刚刚从冰箱拿出来时的温度为________℃。由该过程判断,用含泥沙的水制作过冷水________(选填“可行”或“不可行”)。
(3)当天空中的飞机穿过有过冷水的云层时,云中的过冷水遇到飞机,会马上结成冰,飞机就容易发生坠机事故。飞机在有过冷水的云层中相当于“________”。
(4)动画片海尔兄弟之《冰川危机》中有个片段是:一个池塘里的水在零下的温度仍未结冰。如果你是编剧,为了使池水能迅速结冰,写出一条可以采取的措施________________。
(5)生活中不仅有过冷液体,还可能产生过热液体,请你分析过热液体是指温度高于________,但仍不沸腾的液体。
【答案】(1)凝固点;(2) 不可行;(3)凝结核;(4)向池塘中投入小石子;(5)沸点
【解析】(1)根据材料定义,过冷液体是具备凝固条件(温度达到自身凝固点)但仍不凝固的液体,因此温度低于液体的凝固点。
(2)纯净水在-7℃的冷冻室中长时间放置,最终和冷冻室温度一致,因此刚拿出时温度为-7℃;过冷液体需要足够纯净、没有凝结核才能形成,含泥沙的水中泥沙就是凝结核,无法得到过冷水,因此不可行。
(3)材料说明过冷液体遇到固体、受摇晃时会迅速凝固,飞机作为固体进入过冷水云层,相当于提供了凝固所需的凝结核,让过冷水瞬间结冰。
(4)只要给过冷的池水提供凝结核,就能让它迅速凝固结冰,符合材料给出的使过冷液体凝固的操作原理,例如向池塘中投入小石子或用力摇晃池水、向池水中抛入少量固体杂质等,合理即可。
(5)类比过冷液体的定义逻辑:过冷是低于凝固点不凝固,对应过热液体就是温度超过液体的沸点,但因为缺少汽化核心,仍然不发生沸腾的液体。
17.把-4℃的冰放入足够多的0℃的水中,过一段时间,则( )
A.有些冰会熔化成水 B.有些水会凝固成冰
C.冰和水的多少都没变 D.条件不足,无法判定
【答案】B
【解析】因为温度较低的冰块放进温度较高的水中后,低温的冰块吸热后温度升高,由于0℃的水足够多,故冰块能吸收足够的热量升温到0℃,而0℃的水放热后,温度不变。只是有一部分水会因放热而凝固成0℃的冰,所以冰的质量增大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
18.利用低温箱和温度传感器探究不同温度的水降温的快慢,温度传感器可实时监测并自动记录水温,如图甲所示。
(1)实验时,在三个相同的杯子中加入质量相同(100g)、初温不同的水。将温度传感器的探头浸没水中测量水温时,应注意探头不要__________;
(2)将三杯水同时放入-30℃的低温箱中冷却,箱内的风扇可使箱内气流稳定循环,使得三杯水受冷环境__________;初温最低的水下降到凝固点时放出的热量是__________J。
(3)同时用三个温度传感器分别监测三杯水的温度,并获得温度随时间变化的图像如图乙。分析图像可知:在其他条件相同的情况下,初温高的水降温__________(选填“快”或“慢”);水在凝固过程中,__________热量,温度保持不变:
(4)为提高实验结论的普遍性,实验时应在每杯水中放入多个探头,对杯子中不同__________的水进行测量。
【答案】(1)接触杯底或杯壁;(2)相同 1.26×104;(3)快 放出;(4)位置
【解析】(1)温度传感器的探头浸没水中,为了使测量的温度准确,不能碰到杯底或杯壁。
(2)[1]为了使水受冷环境相同,需要将三杯水同时放入-30℃的低温箱中冷却,箱内的风扇可使箱内气流稳定循环。
[2]初温最低的水下降到凝固点时放出的热量是
(3)[1][2]由图乙可知,水从80℃降低到0℃,大约需要3.2×103s,水从40℃降低到0℃,大约需要3×103s,水从30℃降低到0℃,大约需要2×103s,说明在其他条件相同的情况下,初温高的水降温快。降到0℃后保持不变,说明水在凝固过程中,放出热量,温度不变。
(4)为了使实验结论具有普遍性,避免偶然性,在每杯水中放入多个探头,对杯子中不同的位置的水进行测量。
19.过冷水是指温度达到或低于凝固点时却没有凝固成冰的水,水凝固成冰的一个必要条件是:有凝结核,当温度低到凝固点以下时,如果水太过纯净,即使在0℃以下也不会结冰,凝结核可以是微小的冰晶、水中的悬浮物,也可以是器皿的壁。由此可知,水凝固成冰至少要满足:①达到凝固点,②_______,③继续放热三个条件。另外不仅有过冷水,还有过热水。过热水可能是指_______。
【答案】 有凝结核 温度达到或高于沸点却没有沸腾的水
【解析】[1]根据题意可知,水凝固成冰除了需要达到凝固点并继续放热外,还需要有一个条件,有凝结核。
[2]根据题意,过冷水是指温度达到或低于凝固点时却没有凝固成冰的水,与此类似,则过热水可能是指温度达到或高于沸点却没有沸腾的水。
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像(如图甲所示)。
(1)从图像中可以看出该盐水的凝固点为___________℃;
(2)晶体凝固时的条件是___________、___________;
(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”)。
【答案】 -2 放出热量 温度不变 变多
【解析】(1)[1]晶体的凝固过程中温度保持不变,在图像中与横轴平行的一段是温度保持不变的,所以盐水从第10分钟开始凝固;温度保持不变的温度是-2℃,故该盐水的凝固点是-2°C。
(2)[2][3]液态晶体有一定的凝固温度,凝固时放出热量,温度是不变的。
(3)[4]冰水混合物的温度是0°C,而盐冰水混合物的温度是-2℃,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,故冰水混合物中的冰会变多。
▌题型05 熔化吸热、凝固放热的生活应用
1.熔化吸热的应用
“下雪不冷,化雪冷”:雪熔化时需要吸收大量的热,导致周围环境温度降低,因此化雪时感觉更冷;
冷藏保鲜:利用冰块熔化吸热,给食物降温保鲜。
2.凝固放热的应用
北方冬天菜窖放几桶水:水凝固时放出热量,使菜窖内温度不至于过低,防止蔬菜冻坏;
金属铸造:利用金属熔化后再凝固放热的过程,浇铸成型金属器具。
3.高频易错点
记反吸放热规律:熔化吸热,凝固放热,易出现 “熔化放热” 的错误表述;
误认为晶体熔化时温度不变,所以不吸热,温度不变的同时仍在持续吸收热量。
4.考法点拨:单元测、月考常以简答、选择题考查现象解释;中考常结合生活情境考查原理应用。
21.西周晋侯鸟尊是中国青铜器中罕见的珍品,是山西博物院的“镇院之宝”(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,会放出热量
B.青铜液冷却到固态是凝固过程,会放出热量
C.青铜液冷却到固态是凝华过程,需吸收热量
D.青铜和蜡熔化过程中,温度均保持不变
【答案】B
【解析】A.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。
22.如图所示的棉花糖是许多同学喜爱的零食, 制作过程中利用高温将白糖________(填物态变化名称, 下同) 成液态, 白糖液体通过机器的微孔甩出, 遇空气后________成细丝, 将细丝缠绕在一根竹棍就变成了棉花糖, 白糖液体变成细丝的过程需要________(填“吸热”或“放热”)。
【答案】 熔化 凝固 放热
【解析】[1]加热让白糖变成糖浆,即由固态变为液态,这是熔化过程。
[2][3]白糖液体通过机器的微孔甩出,遇空气后凝固成固态的细丝,将细丝缠绕在一根竹棍就变成了棉花糖,该过程中需要放出热量。
23.诗句“夜阑卧听风吹雨,铁马冰河入梦来”中,风声是由空气___________产生的,雨是由高空的水蒸气遇冷___________(填物态变化名称)形成的,河水结冰需要___________(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】 振动 液化 放热
【解析】[1]振动产生声,风声是由空气振动产生的。
[2]雨是由高空的水蒸气遇冷变为液态,故是液化。
[3]河水结冰是凝固现象,凝固需要放热。
24.下面列举了一些物态变化在生活中的应用,相关说法正确的是( )
A.冬季,在菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,是利用了水汽化吸热
B.牙医检查牙齿时,在小镜子伸进口腔前先放在火上烤一烤可以防止小镜子起雾,是利用了熔化放热
C.在火箭发射台下方建造水池可以防止火箭发射台因为高温熔化,是利用了液化放热
D.夏天喝冰饮料时,水珠会出现在杯子的外侧。
【答案】D
【解析】A.冬季,在菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,是利用了水凝固放热,故A错误;
B.牙医检查牙齿时,在小镜子伸进口腔前先放在火上烤一烤可以防止小镜子起雾,是由于水蒸气遇冷液化成小水珠,小镜子温度高时,不易发生液化现象,故B错误;
C.在火箭发射台下方建造水池可以防止火箭发射台因为高温熔化,是利用了水汽化吸热,故C错误;
D.夏天喝冰饮料时,由于杯子的温度很低,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水珠附着在杯子的外侧,故D正确。
故选D。
25.2022年7月23日,我国自主研制的火星探测器“天问一号”经历了4亿公里来到火星,对着陆区详细勘测后,携带火星车的着陆器利用降落伞和反推火箭在火星表面着陆,并开展为期90个火星日(一个火星日约24小时39分35.2秒)的巡视探测任务。火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,为了应对火星上的极端天气,火星车“祝融号”(如图)表面包裹着一层纳米气凝胶,同时有集热窗口共同保证其能在一个理想的温度水平。集热窗内的材料为固体正十一烷(熔点-26℃,沸点196℃),该材料为________(选填“晶体”或“非晶体”),白天吸收阳光后,晚上通过________(填写物态变化名称)放出热量。
【答案】 晶体 凝固
【解析】[1]“正十一烷”的熔点为-26℃,故其为晶体。
[2]火星大气稀薄,昼夜温差大,全年平均温度可达-143℃~35℃之间,白天温度高,吸收热量熔化,夜晚温度低,低于“正十一烷”的凝固点-26℃,这种物质会凝固。
▌题型06 温度 - 时间图像分析
1.晶体熔化图像
上升段:固态,吸热升温;
水平段:固液共存状态,熔化过程,持续吸热、温度不变,对应温度为熔点;
上升段:液态,吸热升温。
2.晶体凝固图像
下降段:液态,放热降温;
水平段:固液共存状态,凝固过程,持续放热、温度不变,对应温度为凝固点;
下降段:固态,放热降温。
3.非晶体的图像特征
熔化图像:全程上升,无水平段,温度持续升高;
凝固图像:全程下降,无水平段,温度持续降低。
4.图像解题关键
看有无水平段:有水平段对应晶体,无水平段对应非晶体;
水平段对应的温度即为熔点(或凝固点);
水平段的时间长度,就是熔化(或凝固)过程持续的时间。
5.高频易错点
误将水平段的起点或终点当作整个熔化过程,熔化时间是水平段对应的总时长;
混淆熔化与凝固的图像趋势,上升型对应熔化,下降型对应凝固。
6.考法点拨:单元测、月考高频考点,常结合图像考查状态判断、过程判断、熔点读取;中考常作为物态变化实验题的核心部分,考查图像分析能力。
26.下图是金属锡的熔化和凝固图像,下列对此图像分析正确的是___________
A.锡的熔化时间是4min,凝固时间是2min
B.第5min时的锡处于固液共存态
C.固态锡达到232℃时一定会熔化
D.AB段锡处于固态,吸收热量,温度升高
E.BC段锡处于固液并存,吸收热量,温度升高
F.EF段锡处于固液并存,放出热量,温度降低
G.FG段锡处于液态,放出热量,温度降低
【答案】ABD
【解析】AB.由图像可知,锡在BC段是熔化过程,EF段是凝固过程,熔化时间为
凝固时间为
第5min时的锡处于熔化过程中,则锡是固液共存态,故AB正确;
C.晶体在熔化过程中需要持续吸收热量,若固态锡达到232℃时不能吸收热量,则锡不会熔化,故C错误;
DEFG.由图像可知,锡在熔化过程中和凝固过程中温度保持不变,所以锡是晶体;AB段锡还没有熔化,处于固态,此过程吸收热量,温度升高;BC段锡是熔化过程,处于固液并存,吸收热量,温度不变;EF段锡处于凝固过程,是固液并存,放出热量,温度不变;FG段锡凝固完成,处于固态,放出热量,温度降低,故D正确;EFG错误。
故选ABD。
27.蜡烛燃烧时会有部分蜡变为蜡油滴落,滴落后重新变为固态蜡,下列各图中,能正确描述整个过程中温度变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】蜡烛是非晶体,在这一过程中,要先升温再降温,固态非晶体不断吸热升温,开始逐渐变软,变稀,变成液态,这一过程中,温度逐渐升高;而后,物质处于液态,继续吸热升温;再停止加热,液态物质放热降温,液态物质渐渐凝固。
A.是非晶体先凝固降温,后熔化升温的过程,故A不符合题意;
B.是非晶体先熔化升温,后凝固降温的过程,故B符合题意;
C.是晶体先熔化升温,后凝固降温的过程,故C不符合题意;
D.是晶体先凝固降温,后熔化升温的过程,故D不符合题意。
故选B。
28.(多选)某物质的熔化图像如图甲所示,则下列说法正确的是( )
A.该物质为晶体
B.该物质熔化过程持续时间为20min
C.该物质在15min时是固液共存态,继续吸热
D.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,试管内冰的质量会逐渐增加
【答案】ACD
【解析】A.由图像可知,整个过程中温度有上升的趋势,是熔化图像;又因为该物质在熔化过程中温度保持不变,所以该物质是晶体,故A正确;
BC.由图像知道,物质从第10min开始熔化,到第20min结束,熔化过程共经历了10min,当加热到15min时,该物质处于固液共存状态,此过程虽然温度保持不变,但会继续吸收热量,故B错误,C正确;
D.将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中时,冰水混合物温度高于该物质,冰水混合物会向该物质放热,温度保持不变,冰水混合物中的水会符合凝固结冰的条件,所以冰水混合物中的冰会变多,即冰的质量将变大,故D正确。
故选ACD。
29.小明同学对冰加热,他将冰熔化成水直到沸腾的过程,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象,下列分析正确的是( )
A.图象中的BCD段是冰的熔化过程
B.DE段物质的温度保持不变,没有吸热
C.水的沸点是100℃
D.AB段物质在吸热,BC段物质没有吸热
【答案】C
【解析】A.由图中信息可知,BC段温度不变,温度为0℃,这个温度是冰的熔点,故A错误;
B.DE段是水的沸腾,此时温度保持不变,继续吸热,故B错误;
C.由图中信息可知,在100℃时,水的温度不再上升了,故水的沸点是100℃,故C正确;
D.AB段物质在吸热,BC段是冰的熔化过程,物质也在吸热,故D错误。
故选C。
30.小刚同学在探究某种物质熔化特点的实验中,根据实验数据画出了该物质熔化过程中温度随时间变化的图像。由图像可知,该物质是 ___________(选填“晶体”或“非晶体”),在熔化过程中温度 ___________;在加热6min时,该物质处于 ___________(选填“固态”“液态”或“固液共存态”),该物质熔化过程持续了 ___________min。
【答案】 晶体 不变 固液共存态 4
【解析】[1]由图像可知,该物质在熔化过程中温度保持不变,所以该物质是晶体。
[2]晶体在熔化过程中温度不变。
[3]该物质从第4min开始熔化,到第8min熔化结束,所以在加热6min时,该物质处于固液共存态。
[4]熔化过程从第4min到第8min,持续了4min 。
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