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熔点沸点的应用和熔化凝固沸腾的条件
一、方法解析
1.熔点(凝固点)是物质 固态 和 液态 的分界点;沸点是物质 液态 和 气态 的分界点;
温度在熔点和沸点之间,物质处于 液态 。
2.熔化条件:(固体)温度 上升 到熔点且继续 吸 热;
凝固条件:(液体)温度 下降 到凝固点且继续 放 热;
沸腾条件:(液体)温度 上升 到沸点且继续 吸 热。
二、例题讲解析
题型一:制合金问题
1.将不同金属在同一容器中加热,让它们培化并混合,冷凝后可以得到合金,这是制取合金的一种方
法。下表提供了几种金属的熔点和沸点数据,则下列合金中,不能用该方法制取的是( )
金属 镁 铝 铜 铁
熔点 649 660 1083 1535
沸点 1090 2467 2567 2750
A.铝镁合金 B.镁铁合金 C.铁铜合金 D.铜铝合金
解析:A.由镁的熔点649℃,沸点1090℃,铝的熔点为660℃,沸点2467℃,则温度高于660℃而低
于1090℃时,金属不会汽化,可利用此法制取铝镁合金,故A不符合题意;
B.由铁的熔点为1535℃,镁的熔点和沸点分别为649℃、1090℃,显然铁熔化时镁已经汽化,所以不
可采用此法制取镁铁合金,故B符合题意;
C.由铁的熔点为1535℃,沸点2750℃,铜的熔点为1083℃,沸点2567℃,则温度高于1535℃而低
于2567℃时,金属不会汽化,可制取铜铁合金,故C不符合题意;
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D.由铜的熔点为1083℃,沸点2567℃,铝的熔点为660℃,沸点2467℃,则温度高于1083℃而低于
2467℃时,金属不会汽化,所以可利用此法制取铝铜合金,故D不符合题意。
题型二:选择温度计问题
2.我国有的地区夏天温高达40℃,有的地区冬天温低于-50℃以下。在我国各个地区都能测量气温的
温度计是( )
物质 水 水银 酒精 乙醚
熔点 0 -39 -117 -114
沸点 100 357 78 35
A.酒精温度计 B.乙醚温度计 C.水温度计 D.水银温度计
解析:
我国寒冷地区的气温会达到-50℃,低于水银的凝固点-39℃和水的凝固点0℃,故CD错误;有的地
区气温超过40℃,超过了乙醚的沸点,故B错误。
我们各地区气温最高不会超过78℃,最低也不会低于-117℃,故酒精在我国各个地区不会凝固成固
态,也不会沸腾变成气态,故A正确。
题型三:分离物质
3.通常情况下,液态氧的沸点是-183℃,液态氮的沸点是-196℃,液态氦的沸点是-268.9℃,利用液
态空气提取气体时,随着温度的升高,最先分离的是________。
解析:液态空气温度升高后,温度首先达到沸点较低的液态物质,即液态氦,故液态氦先沸腾为气
态,故先得到氦气。
4.通常情况下,液态氧的沸点是-183℃,液态氮的沸点是-196℃,液态氦的沸点是-268.9℃,利用液
化空气的方法提取气体时,随着温度的降低,最先得到的是________。
解析:沸点越低的气体,在由液体转化成气体时,越易变成气体,而沸点越高的气体,在由气体转
化成液体时,越易变成液体,通过比较三种气体的沸点,氧气的沸点最高,由气体变成液体时,温度降
到-183℃时,首先液化分离出来的是氧气。
题型四:熔化、凝固、沸腾的条件
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5.保温瓶中盛有半瓶温度为0℃的水,现将温度为-3℃的一小块冰投入水中并塞上瓶塞,这时将发生
的现象是( )
A.水的温度不变,冰的温度也不变 B.水的温度降低,冰的温度升高
C.水的质量减小,冰的质量增加 D.冰和水质量都不变
解析:因为温度较低的冰块放进温度较高的水中后,要发生热传递,-3℃的冰块吸热后温度升高,
0℃的水放热后,温度不变,凝固成0℃的冰,水的质量减小,冰的质量增加,故ABD错误,C正确。
6.如图所示,实验小组的同学在烧杯和试管里均盛有碎冰块(试管不接触烧杯底及侧壁),放在酒精
灯上加热来探究冰的熔化和沸腾现象。当烧杯中的碎冰有一半熔化时,试管中的碎冰________熔化;当
烧杯和试管中的冰全部熔化成水后,烧杯中的水沸腾时,试管中的水________沸腾 。(均选填“会”或
“不会”)
解析:冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但在冰的熔化过程中,温度为0℃保
持不变,所以试管中的冰能达到熔点0℃,但试管中的冰和烧杯中的冰的温度相同,试管中的冰不能从烧
杯中继续吸热,所以不能容化;
当大烧杯中的水沸腾后,尽管不断吸热,但烧杯中的水温度不再升高,保持水的沸点温度不变;小
试管中的水从大烧杯中吸热,温度达到水的沸点后,就和烧杯中的水的温度一样,就不能从烧杯中继续
吸热,这时虽然达到了沸点,但不能吸收热量,所以不会沸腾。
三、针对训练
题型一:制合金问题
7.将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其成为液体后再熔合,冷凝后得到具有
金属特性的熔合物合金,这是制取合金的常用方法之一,表中是一个标准大气压下部分金属的沸点,试
根据数据判断(加热条件可满足),下列说法中正确的是( )
A.660℃的铝主要是固态 B.铁块掉入大量的铜水中一定会熔化
C.采用上述方法制取的合金种类理论上共计有7种 D.不宜采用上述方法制取的合金是镁铜合金
解析: A.由表格数据可知,铝的熔点为660℃,温度为660℃时,铝可能处于固态,也可能处于液态,
还可能处于固液共存态,故A错误;
B.由表格数据可知,铁的熔点为1535℃,铜的熔点为1083℃,沸点为2467℃,铁的熔点高于铜的熔
点,高于铜的沸点,所以铁块掉入大量的铜水中可能熔化,也可能不熔化,故B错误;
C.制合金的过程是需要将两种或多种金属都熔化成液态,然后进行熔合,待冷却后就得到了合金,
由表格中数据分析,可制成合金的理论上有:镁铝、镁铜、铝铜、铝铁、铜铁、镁铝铜、铝铜铁共七种
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合金;
D.由表格数据可知,铁的熔点为1535℃,镁的熔点和沸点分别为649℃、1090℃; 因为铁的熔点高
于镁的沸点,所以铁熔化时镁已经汽化,所以不可采用此方法制取镁铁合金;而铜的熔点为 1083℃,高
于镁的熔点低于镁的沸点,温度在1083℃~1090℃之间可以得到镁铜混合液体,所以能够制成镁铜合金;
故D错误。
8.如表是部分金属的熔点和沸点:
如按表所提供的数据判断,下列说法中不正确的( )
A.水银在常温下是液态的 B.不能用铝锅来熔化铜块
C.用放在一个容器内加热熔化混合后再冷却的方法可以得到镁铝合金
D.用放在一个容器内加热熔化混合后再冷却的方法可以得到钨铁合金
解析:A.由表格中数据可知,水银的熔点为-39℃,常温为25℃左右,因此在常温下此时水银是液态
的,故A正确;
B.由表格中数据可知,铝的熔点为660℃,而铜的熔点为1083℃,铜的熔点远远高于铝的熔点,因此
不能用铝锅来熔化铜块,故B正确;
C.由表格中数据可知,镁的熔点为649℃,沸点为1090℃,铝的熔点为660℃,沸点为2467℃,当温
度达到它们的熔点时,两种物质并没有达到沸点,因此可以使用加热熔化混合后再冷却的方法得到镁铝
合金,故C正确;
D.由表格中数据可知,钨的熔点为3410℃,铁的熔点为1525℃,沸点为2750℃,当温度到达钨的熔
点时,铁已经汽化,因此不能使用加热熔化混合后再冷却的方法得到钨铁合金,故D错误。
题型二:选择温度计问题
9.下表列出了几种物质的熔点和沸点(都在标准大气压下),如果用这几种物质做温度计的测温物质
来制造温度计。
(1)若要测铅的熔化温度,应选____________;
(2)若要测固态甲苯的熔化温度,应选______________;
(3)若要测萘的熔化温度,应选____________。
解析:(1)铅的熔点为328℃,在給出的几种物质中,只有水银的沸点高于铅的熔点,故应该选用
水银温度汁;
(2)固态甲苯的熔点为-95℃,在给出的几种物质中,只有酒精的凝固点低于固态甲苯的熔点,故
立选用酒精温度汁;
(3)萘的熔点为80.5℃,在给出的几种物质中,只有水银和甲苯的沸点高于萘的熔点,故应该选用
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水银或甲苯温度汁。
题型三:分离物质
10.2022年 6月天行一号实验卫星 由快舟一号甲运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,如图所示,
为了减小运载火箭的体积,常采用__________的方法使气态氢、氧________(填物态变化名称)后分别
储存在一个标准大气压下,液态氢、液态氧的沸点分别是-253℃、-183℃,若从液态空气中提取这两种气
体,最先被分离出来的是__________。
解析:使气体液化的方法有两种:一是降低温度,二是压缩体积,火箭中的氢、氧燃料是采用压缩
体积的方法使态氢、氧液化后储存在燃料室中。
由题意可知,液态氢、液态氧的沸点分别是-263℃、-183℃,液态氢的沸点更低,在升温时更容易
汽化分离。
11.如表所示是一些液态气体在标准大气压下的沸点,当温度逐渐升高,气体会从液态变成气态请你
判断若利用液化空气提取氧气、氮气和氦气时,随着温度的升高,三种气体被分离出来的顺序依次为
_______气、______气、______气。
标准大气压下液体的沸点
解析:当温度逐渐升高,液态空气变成气态,该物态变化叫汽化,沸点低的液体先达到沸点,先汽
化,氦气的沸点低,先汽化,所以首先分离出来的气体是氦气,接着是氮气,最后是氧气。
12.根据下表给出的信息,所得结论正确的是( )
A.-215℃时,氧是液态,氢是气态,氮是固态
B.沸点低的物质熔点也低
C.采用空气降温液化的办法,首先分离出来的是氢
D.因为这三种物质的沸点、熔点都极低,因此它们极易沸腾、凝固
解析: A.-215℃时高于氧的熔点,低于沸点,故是液态;-215℃时高于氢的熔点和沸点,是气
态;-215℃时低于氮的熔点更低于沸点,故是固态,故A正确;
B.由表中的数据知沸点低的物质熔点不一定低,故B错误;
C.采用空气降温液化的办法,沸点高的氧首先分离出来,故C错误;
D.沸点越低越容易沸腾,凝固点越低越难凝固,故D错误。
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题型四:熔化、凝固、沸腾的条件
13.将冰水组成的混合物放在0℃的房间内,经过足够长的时间,发生的物态变化是( )
A.水全部结成冰 B.冰全部化为水
C.水不结成冰,冰也不化为水 D.以上三种情况都有可能
解析:将温度为0℃的冰水混合物放到温度为0℃的房间里,冰水混合物与空气温度相同,它们之间
不会发生热传递;对于冰来讲,温度虽达到熔点 0℃,由于不能吸热,故冰不会熔化;对于水来讲,温度
虽在其凝固点0℃,由于不能放热,故水不会凝固。
故ABD错误,C正确。
14.如图所示,将一支盛水的试管插入足够多的冰水混合物中,那么试管中的水( )
A.很快就会结成冰 B.只要经过足够长的时间,水肯定会结成冰
C.在短时间内水不会结成冰 D.时间再长水也不会结成冰
解析:冰水混合物的温度是0℃,在这个温度下水无法结冰。因为晶体凝固的条件是,温度达到晶体
凝固点,并能使晶体温度下降。
15.如图所示,将装水的密闭小瓶放在大烧杯里的水中间。把烧杯放在电冰箱的冷冻室内,过一段时
间取出烧杯,发现烧杯中已经有一半的水结成了冰,此时小瓶中的水( )
A.上部一半的水结冰 B.下部一半的水结冰
C.都已结冰 D.都不结冰
解析:烧杯里是冰水混合物,温度为0℃。要让小瓶里的水结冰,小瓶里的水在达到0℃后还必须被
吸收掉凝固所需放出的热量,既然小瓶外面的水也是0℃,小瓶中水不能放热,所以不结冰。
四、终极挑战
16.把一小杯5℃的水浸放在盛有大量冰块的冰水混合物中,则( )
A.杯内的水温度下降后凝固成冰 B.杯内的水温度下降至0℃,但不能结成冰
C.盆内的冰融化,温度逐渐升高 D.盆内的冰融化,杯内的一小部分水结成冰
解析:因为冰水混合物的温度是0℃,所以把一小杯5℃的水浸放在盛有大量冰块的冰水混合物中,
杯内的水放出热量,温度下降,冰水混合物中的部分冰吸热熔化,使小杯中的水温降低到 0℃与剩余的冰
水混合物混合在一起,热传递结束,所以小杯中的水不会凝固。
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