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第 10 课 熔化和凝固(教师版)
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课程标准 课标解读
1.物质在固态、液态和气态三种状态之间的变化叫物态变
化;固态、液态、气态在一定条件下可以相互转化。物质以什么
状态存在跟物体的温度有关。
2.物质从固态变为液态的过程叫熔化,物质熔化时要吸收热
量;熔点:晶体熔化时的温度叫熔点。
1.理解物质的熔化现象; 熔化特点:吸热,固液共存,温度不变;
2.理解物质的凝固现象; 熔化的条件:⑴ 温度达到熔点。⑵ 继续吸热。
3.了解熔化与凝固时吸放热规律; 3.物质从液态变为固态的过程叫凝固,物质凝固时要放出热
量。熔化和凝固是可逆的两物态变化过程。
4.认识晶体和非晶体及其物态变化
规律; 凝固特点:固液共存,放热,温度不变。
5.通过实验认识物质熔化规律。 凝固点:晶体凝固时的温度叫凝固点,同种物质的熔点、凝
固点相同。
凝固的条件:⑴ 达到凝固点。⑵ 继续放热。
4.晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不
变继续吸热),非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸
热)。
知识精讲
知识点01 熔化与凝固
1.物态变化:物质在固态、液态和气态三种状态之间的变化叫物态变化。固态、液态、气态在一定条
件下可以相互转化。物质以什么状态存在,跟物体的温度有关。
2.物态变化伴随能量变化:物态变化时伴随热量的传递。
3.熔化:(1)物质从固态变为液态的过程叫熔化;晶体熔化时的温度叫熔点。
(2)熔化过程的特点:物质熔化时要吸收热量;对晶体来说,熔化时固、液共存,物质温度不变。
(3)晶体熔化的条件:1)温度达到熔点,2)继续吸热。4.凝固:(1)物质从液态变为固态的过程叫凝固,熔化和凝固是可逆的两各物态变化过程。
(2)凝固过程的特点:固、液共存,物质凝固时要放出热量,温度不变。
(3)凝固点:晶体凝固时的温度叫凝固点,同种物质的熔点、凝固点相同。
(4)凝固的条件:1)达到凝固点,2)继续放热。
5.晶体和非晶体:固体可分为晶体和非晶体。
(1)晶体:熔化时有固定熔点的物质;非晶体:熔化时没有固定熔点的物质。
(2)晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热),非晶体没有熔点(熔
化时温度升高,继续吸热)。
【微点拨】生活中的熔化与凝固现象
1.熔化现象:夏天从冰糕上滴落的水滴;冰粒变成雨滴降落下来;修柏油马路时,用大熔灶熔沥青;
冰放在太阳下,一会儿就变成了水;将钢放在炼钢炉内,一会儿就变成了钢水;春天来了,黄河解冻等。
2.凝固现象: 纯水 凝结 ,结成冰块;钢水浇铸成工件;雪灾中电线杆结起了冰柱;火山喷发(先熔化
后凝固);滴水成冰等。
【知识拓展】晶体熔化规律实验
一、晶体:冰、钻石、食盐、糖、海波、许多矿石和所有金属等;(2)非晶体:玻璃、松香、蜂蜡、
沥青、塑料、橡胶等。
二、晶体的熔化特点:①晶体在熔化过程中,不断从外界吸收热量,温度保持不变;晶体在熔化时是
固液共存态;②晶体熔化条件:温度达到熔点,继续吸热(二者缺一不可)。
三、晶体熔化规律实验常考问题:
考查方向 解答思路
晶体熔化条件 达到熔点、继续吸热
熔化曲线特点 熔化过程中,固液共存态温度不变(曲线水平段)
石棉网、烧杯内放水的作用 受热均匀
确定熔点 熔化曲线水平段对应的温度
温度计应放在被测液体中间部位、不能碰器壁、读取温度时
温度计的使用注意事项
不能取出温度计
仪器安装顺序 自下而上
晶体与非晶体的区别 晶体有固定熔点,熔化曲线可反映出来
熔化过程的吸放热 熔化过程吸热(内能增加)
【即学即练1】如图所示为甲、乙两种物质温度T随加热时间t变化的图象,下列说法正确的是
( )。A.甲物质是晶体,乙物质是非晶体; B.甲物质的熔点为210℃;
C.乙物质在BC段时处于固液共存状态;D.乙物质在BC段温度不变,不吸热
【答案】C。
【解析】A、从图中曲线可以看出,甲物质是非晶体,乙物质是晶体,故A错误;
B、甲物质是非晶体,没有固定的熔点,故B错;
C、乙物质是晶体,在BC段,物质熔化吸热,处于固液共存态,并且温度保持不变,故 C正确,D错
误。故答案是C。
【即学即练2】同学们利用图中装置探究“晶体熔化”的实验。
(1)小聪用手握冰块,一会儿看到有部分冰化成了水,并感觉手很凉,据此体验。请你提出一个与
熔化相关的猜想。
(2)实验中,小聪把装有正在熔化的冰的试管从热水中取出。在安全前提下,放进冰水混合物中,
试管中的冰会停止熔化,请你说明原因。
(3)要研究冰熔化时温度的变化规律,需要收集哪些证据?
(4)小聪又研究了海波的熔化,对比冰的熔化实验。在熔化过程中:海波与冰相同的规律是 。
能观察到的不同现象是 。
【答案】(1)冰在熔化的过程中会吸收热量;(2)冰和冰水混合物的温度相同,冰不能吸收热量,
所以冰不会熔化;(3)需要用秒表和温度计记录不同时刻下冰的温度变化;(4)在熔化的过程中,吸收
热量,温度保持不变;海波和冰的熔点不同。
【解析】(1)小聪用手握冰块,一会儿看到有部分冰化成了水,并感觉手很凉,说明手的一部分热
量被吸走了,所以可以提出的猜想是:冰在熔化的过程中会吸收热量;
(2)冰在熔化的过程中要吸收热量;正在熔化的冰的温度是 0℃,放进0℃的冰水混合物中,由于温度相同,不会发生热传递,所以冰不会熔化;
(3)探究冰的熔化规律时,实验中,需要用秒表和温度计记录不同时刻下冰的温度变化;
(4)海波和冰都是晶体,晶体在熔化的过程中,吸收热量,温度保持不变;海波和冰的熔点是不同
的。
故答案为:(1)冰在熔化的过程中会吸收热量;(2)冰和冰水混合物的温度相同,冰不能吸收热量,
所以冰不会熔化;(3)需要用秒表和温度计记录不同时刻下冰的温度变化;(4)在熔化的过程中,吸收
热量,温度保持不变;海波和冰的熔点不同。
分层提分
题组A 基础过关练
1.用铁锅能熔化锡,而不能用锡锅熔化铁,这是因为( )。
A.铁比锡轻 B.铁比锡硬
C.铁传热比锡快 D.铁的熔点比锡高
【答案】D。
【解析】查表可知,铁的熔点为1535℃,而锡的熔点为232℃。也就是说,如果把铁和锡放在一起加
热,总是锡先熔化。故用锡锅熔化铁的话,锡锅都熔化了,铁的温度还没达到铁的熔点,所以锡锅不能熔
化铁。本题应选D。
2.某同学在实验室研究物态变化时;依据实验数据正确地画出了如图所示的四幅图像.其中属于晶
体熔化图像的是( )。
A. B. C. D.
【答案】A。
【解析】A. 整个过程温度有上升的趋势,且有一段时间温度保持不变,所以是晶体的熔化图象;故A
符合题意;
B. 温度有上升的趋势,且整个过程中温度都在不断上升,所以是非晶体的熔化图象;故B不符合题意;
C. 整个过程温度有下降的趋势,且有一段时间温度保持不变,所以是晶体的凝固图象;故C不符合题意;
D. 整个过程中温度有下降的趋势,且整个过程中温度都在不断下降,所以是非晶体的凝固图象,故D
不符合题题意。
3.如图所示是某物质在熔化时温度随时间变化的图像。由图可知:该物质是________(填“晶体”或
“非晶体”),其中BC段物质处于________状态(填“固体”、“液体”或“固液共存”)。
【答案】晶体;固液共存。
【解析】由图可知,该物质在熔化时有固定的熔点,故该物质是晶体;
该物质在B点处于达到熔点,准备熔化,此时的物质是固态;在C点恰好全部熔化完,此时的物质是
液态;在BC段是物质处于熔化过程中,该过程中该物质处于固液共存状态。
4.北方的冬天,天气寒冷,人们为了不让菜窖里的菜冻坏,常常在菜窖里放几桶水,这是利用水
(填物态变化名称)时会 热,而使菜窖里的气温不致太低。
【答案】凝固;放。
【解析】水在凝固时会向外界放热,这样可以使菜窖里的气温不致太低,以起到防止冻坏菜窖里的菜
的作用。
5.某种晶体熔液温度随时间变化曲线如图所示。试分析:
(1)这是熔化图象还是凝固图象?______;
(2)这种晶体的熔点是多少?______;
(3)这种物质液态时是什么名称?______;
(4)凝固的时间有几分钟?______;
(5)第5分钟时处于______态。
【答案】(1)凝固图象;(2)0℃;(3)水;(4)4min;(5)固液共存。
【解析】(1)图象中,随着时间的增长,温度总体呈现一个下降的趋势,该图象反映了晶体凝固时的温度变化规律。故这是凝固图象;
(2)由于晶体在熔化或凝固时温度是不变的,据图象能看出,这种晶体的熔点是0℃;
(3)这种物质液态时的名称是水;
(4)图象中,从2min开始凝固,到第6min凝固完毕,凝固的时间有4min。
(5)5分钟时该物质处于固液并存状态。
故答案为:(1)凝固图象;(2)0℃;(3)水;(4)4min;(5)固液共存。
6.小明同学在“探究冰和蜡的熔化规律”时,使用的实验装置如图甲所示;
(1)实验时,通过烧杯中水给试管加热,而不是用酒精灯直接加热,好处是 ;
探究冰的熔化规律时, (选填“需要”或“不需要”)酒精灯加热,这样可以 。
(2)小明设计了一个记录实验过程的表格(如图乙所示)。表格中(a)、(b)两处应填的内容是:
(a) ;(b) 。
(3)图丙是他根据记录的数据绘制的冰的“温度﹣时间”图象。由图象可知:在第 3min时,物质处
于 态。
(4)蜡在加热过程中温度随时间变化如下表,可以判断蜡属于 (选填“晶体”或“非晶
体”);
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7
蜡的温度/℃ 42 44 46 48 49 50 51 52
【答案】(1)使试管中物质受热均匀;不需要;方便记录物体的温度和状态;(2)时间t/min;物
质状态;(3)固液共存;(4)非晶体。
【解析】(1)将装有冰的试管放入水中加热,这是水浴法,采用水浴法,可以使试管受热均匀,温
度变化比较慢,便于记录实验温度;
探究冰的熔化规律时,不需要酒精灯加热,冰会从室室内空气中吸收热量熔化,这样可以方便记录物
体的温度和状态
(2)探究“冰的熔化规律”实验过程中,需要观察冰在熔化过程中温度随时间的变化规律,要用秒
表测量时间,并观察冰在不同时刻的状态,故表格中应添加时间/min 和状态;
(3)冰从第1min开始熔化,到第5min熔化完,所以第3min时,物质在熔化过程中,处于固液共存
态。(4)由表格中的数据可知,蜡在熔化的过程中,温度一直上升,没有固定的熔点,故蜡为非晶体。
故答案为:(1)使试管中物质受热均匀;不需要;方便记录物体的温度和状态;(2)时间t/min;
物质状态;(3)固液共存;(4)非晶体。
题组B 能力提升练
1.如图是某物质发生物态变化过程中的温度一时间图象,下列从图象中获得的信息正确的是
( )。
A.这种物质是晶体,其熔点是40℃;
B.在0至5min物质处于固液共存状态;
C.在BC段物质不放热,温度保持不变;
D.在CD段物质处于液态
【答案】A。
【解析】通过图象可知,物质的温度随着时间的增加呈降低趋势,是物质的凝固过程,
A、根据图象可知,该物质凝固时有固定的凝固温度(40℃),所以是晶体的凝固图象,同种晶体的
熔点和凝固点是相同的,则此物质的熔点是40℃,故A正确;
B、在0至5min物质的温度持续下降,但还没有达到凝固点,此时物质处于液态,故B错误;
C、BC段是晶体的凝固过程,凝固过程中物质放热但温度不变,故C错误;
D、在CD段物质的温度持续下降,凝固已经完成,物质处于固态,故D错误;故选:A。
2.图甲为探究冰熔化特点的实验装置,图乙为观察“碘锤”中的物态变化实验装置。已知标准大气压
下,冰和碘的熔点分别是0℃和113.5℃。对比两实验有以下判断:(1)冰和碘都经历了固态变为液态的
过程;(2)冰和碘在物态变化过程中都需要吸收热量。这两个判断( )。
A.只有(1)正确 B.只有(2)正确 C.都正确 D.都错误
【答案】D。
【解析】由给出的条件可知,冰在水中,且冰的熔点低,故冰可以由固态变为液态的过程;但碘因为熔点高,在室内是不可能经历熔化过程的;故(1)的说法错误。
(2)在物态变化过程中,物质是否吸热要看物态变化的类型,不一定都是吸热;故(2)的说法错误。
故选D。
3.如图甲所示,将质量相等的冰和蜡烛分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制
出温度随时间变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是( )。
A.图甲中的实验装置,安装时应按照“由上到下”的顺序;
B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和蜡烛吸收的热量相同;
C.由图乙可知,A图线对应物质的内能先增大后不变再增大;
D.由图乙可知,B图线对应的物质是冰
【答案】B。
【解析】A、图甲中,酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻
璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以应按照“由下到上”的顺序安装,故A错误;
B、图甲中两试管放在同一烧杯中加热,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:可以控制
相同时间内冰和蜡烛吸收的热量相同,且物质受热均匀,故B正确;
C、由图乙可知,A图线对应物质有固定的熔点,是晶体,晶体在熔化前后以及熔化过程中都要吸热,
所以该物质的内能一直增大,故C错误;
D、由图乙可知,B图线对应的物质没有固定的熔点,为非晶体,不是冰,故D错误。故选B。
4.小杰同学为了探究固体熔化时的温度变化规律,选用A、B两种物质进行实验,得到了这两种物质
熔化时温度随时间变化的图象(图甲)。
(1)由图象可知,A、B两种物质中属于晶体的是 。
(2)用温度计测量该晶体物质的温度,某时刻示数如图乙所示,此时,该晶体物质的温度是
℃,处于 状态。【答案】(1)A;(2)66;液体。
【解析】(1)由图甲知,A有一段时间温度保持不变,所以为晶体;
B在熔化过程中温度不断升高,所以为非晶体;
(2)图乙中温度计的分度值为1℃,示数为66℃,晶体在熔化时保持48℃不变,所以该晶体的熔点
为48℃,66℃物质已经熔化完成,处于液态。
故答案为:(1)A;(2)66;液体。
5.实验是检验理论正确与否的关键。欣丽同学在学习物质熔化和凝固这部分知识的过程中,做了探
究“某种物质熔点和凝固点”的实验,得到的实验数据,如图甲和乙所示。
(1)甲图中温度计显示的读数为 ;
(2)乙图所代表的物态变化过程为 (选填“①”或“②”);
①熔化
②凝固
(3)这种物质的熔点或凝固点约为 。
【答案】(1)96℃;(2)②;(3)85℃。
【解析】(1)甲图中温度计的液柱在零刻度以上,它的一个大格表示 10℃,里面有10个小格,因此
它的分度值为1℃.因此它的读数为96℃;
(2)由图象可知:物质降温,是物质的凝固过程,乙图所代表的物态变化过程为凝固,故选②;
(3)由图知,该物质为晶体,原因是这种物质在凝固的过程中温度保持不变,由图可知这种物质的
熔点或凝固点约为85℃。
故答案为:(1)96℃;(2)②;(3)85℃。
6.在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中,实验装置如图(甲)所示,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,在固体完全熔化后再记录4~5次,根据记录的
数据,在方格纸上以纵轴表示温度,横轴表示时间,描点连线,得到如图(乙)所示的该物质熔化时温度随时间变化的图象。
(1)该物质是 (选填“晶体”或“非晶体”),熔化过程持续了 min;
(2)图中C点物体处于 (选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(3)图中B点物体的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)图中D点物体的内能;
(4)某同学把试管中的物质换成水,发现无论怎么加热,试管中的水都不会沸腾,请设计一种可以
使试管中的水沸腾的方案: .(填写一种方案即可)
【答案】(1)晶体;3;(2)固液共存态;(3)小于;(4)烧杯上面加一个盖。
【解析】(1)由图乙可知,2﹣5min内,吸收热量,温度不变,所以该物质为晶体,熔化的时间为
5min﹣2min=3min;
(2)图中C点在熔化过程中,处于固液共存状态;
(3)BD段的物质处于熔化过程中,不断吸热,内能增加,温度不变,故物体在B点时具有的内能小
于在D点时的内能;
(4)烧杯中的水吸热沸腾后温度不再变化,试管中的水能达到沸点不能继续吸热所以不能沸腾,可
以给烧杯上面加一个盖,这样烧杯水面上方气压高,水的沸点高,试管中的水就可以从烧杯中继续吸热,
使试管中的水沸腾.
故答案为:(1)晶体;3;(2)固液共存态;(3)小于;(4)烧杯上面加一个盖。
题组C 培优拔尖练
1.(2020•常州)如图所示是海波温度随时间变化的图象,已知海波的熔化温度是 48℃,则( )。
A.海波在AB段处于固态;
B.海波在BC段既不吸热也不放热;
C.海波在BC段内能逐渐变小;
D.海波在CD段吸收热量【答案】C。
【解析】AB段属于凝固前降温过程,液态,故B项错误;BC段属于凝固段,放热,温度不变,内能减
少,故B项错误、C项正确;CD段属于凝固后的降温阶段,固态,放热,故D项错误。
故选:C。
2. (2021·武汉)利用如图甲所示的装置探究固体物质熔化时温度的变化规律,在0~35min内对物质
加热,得到如图乙所示的温度随时间变化的图象。下列说法正确的是( )。
A. 该物质在15~20min内没有吸收热量;
B. 该物质在熔化过程中温度不变,内能不变;
C. 该物质熔点为80℃,熔化过程持续了大约15min;
D. 除图甲中器材外,还需要用到的测量器材有天平和停表
【答案】C。
【解析】A.该物质在15~20min内正在熔化,持续吸热,故A错误;
B.该物质在熔化过程中温度不变,内能升高,故B错误;
C.该物质熔化是温度在80℃不变,熔点为80℃,熔化时间
故C正确;
D.不需要测质量,所以不需要天平,故D错误。故选C。
3.(2021·福建) 如图15甲是探究海波熔化时温度的变化规律的装置。
(1)按自下而上的顺序安装装置,便于调整石棉网的高度,确保能用 进行加热,提高效率。
(2)取适量的海波装进试管中,将试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌海波,其好处是使海波 。
(3)每隔1min记录海波的温度,并将数据在坐标图中进行描点,如图15乙。请根据描点作出海波熔化
时温度随时间变化的图象。
(4)分析图象可得海波熔化时的温度特点: 。【答案】酒精灯外焰;受热均匀;如图;温度保持不变。
【解析】 (1)酒精灯外焰温度最高,使用酒精灯来加热时用外焰加热提高效率。
(2)试管放在盛水的烧杯内加热的方法叫水浴加热法,这样能使物质受热均匀。搅拌的目的也是为
了使物质受热均匀。
(3)将图中点用平滑的直线连接起来,如图所示:
(4)由图像可知,海波在熔化过程中吸收热量,但温度保持不变。
4.(2021·山西)下雪天,小明在放学回家的路上,看到环卫工人向雪中撒盐,引发了他的思考:雪
的熔点可能与所含杂质的多少有关。小明知道,同种物质的凝固点和它的熔点相同。于是,他回家拿盐水
做了实验,并得到如下实验数据。
盐水浓度/% 0 4 8 12 16 20 24 28
凝固点/℃ 0 -5 -11 -14 -18 -22 -25 -22
(1)请你根据表中的数据,在图中绘制出盐水凝固点随浓度变化的图象。
(2)分析实验数据可获取的信息有:______ (写出一条即可)。
(3)为了减少因路面积雪造成的交通事故,请你再列举一条具体措施:______ 。
【答案】盐水的凝固点随浓度的增大先降低后升高;在车轮上安装防滑链;如图。【解析】(1)在图像上描出 各点,用光滑的
曲线连接起来,如图。
(2)由凝固点和盐水浓度的变化图像知,盐水的浓度增大,盐水的凝固点先降低后升高。
(3)路面积雪造成路面摩擦力减小,要增大摩擦力,故在车轮上安装防滑链来增大摩擦力或在路面
上撒盐加快积雪熔化。
故答案为:(1)如上图;(2)盐水的凝固点随浓度的增大先降低后升高;(3)在车轮上安装防滑
链。