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第三讲：物态变化学案
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这是一份第三讲：物态变化学案，共6页。学案主要包含了升华和凝华等内容，欢迎下载使用。
一、1、熔化和凝固
熔化是物质由固态变成液态的过程，从液态变成固态的过程叫做凝固。
三态的相互转化
熔化一凝固图象的纵坐标表示温度，横坐标表示实验经过的时间。下图甲为晶体的熔化图象，其中AB段表示固体吸热升温阶段；BC段表示晶体熔化阶段，此阶段要吸热，但温度基本保持不变，这个固定的熔化温度即为熔点；CD段表示液态升温阶段。
下图乙为非晶体的熔化图象，图中没有相对水平的一段（即温度不变的部分），随着加热的进行其温度不断上升，直至全部变为液态。用图形记录物理变化的过程是科学研究问题的一种方法。
熔化一凝固的图象
例题1 古诗词是我国的文化瑰宝，下列说法中不正确的是（ ）
A. “欲渡黄河冰塞川”﹣﹣“冰”是由于水遇冷凝固形成的
B. “不敢高声语，恐惊天上人”﹣﹣“高”是指声音的音调高
C. “潭清疑水浅”一一“浅”是由于光的折射现象形成的
D. “举杯邀明月，对影成三人”﹣﹣“影”是由于光的直线传播形成的
【答案】 B
【考点】凝固与凝固现象，声音的特性
例题2 .如图是某种物质的熔化曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 这种物质是晶体，且熔点是95℃ B. 该物质熔化过程共经历了12min
C. 在第10min时，该物质处于液态 D. 该物质在BC段过程中不需要吸热
【答案】 C
【考点】熔化和凝固的温度—时间图象
例题3 .镓是灰蓝色或银白色的金属，把一小块该金属放在手心，很快就变成了一颗晶莹的液珠，就像荷叶上的水珠，关于这一现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 该现象属于液化，需要吸热 B. 手对金属做功，其内能增大
C. 该现象属于熔化，需要吸热 D. 可以用该金属来制作餐具
【答案】 C
【考点】熔化与熔化现象
汽化和液化
汽化是物质由液态变为气态的过程，液体汽化时要吸收大量的热，它有两种表现形式蒸发和沸腾。两者有以下四点区别：（1）蒸发是液体表面的汽化现象，沸腾是在液体表面与内部同时发生的剧烈汽化现象；
（2）蒸发可在任何温度下进行，沸腾只能当温度达到沸点才进行；
（3）蒸发的快慢与温度高低、液体表面积大小、液面空气流动快慢有关，沸腾与液面气压高低相关；
（4）蒸发时会从液体内部吸热，具有致冷效果；沸腾时需从外界吸收大量的热。
注：液化是物质从气态变为液态的过程。气体液化时要放出大量的热，所以100℃的水蒸气比100℃的沸水对人的烫伤要厉害得多。水蒸气是无色、无味的气体，人眼是看不见的，烧开水时水面出现大量的“白气”是高温水蒸气遇冷空气后液化成的小水珠。雾是地面附近的水蒸气遇冷后液化成的大面积“白气”形成的。
例题4 1.下列过程中，属于液化的是（ ）
A. 积水干涸 B. 大雾弥漫 C. 千里冰封 D. 霜满枝头
【答案】 B
例题5 在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽袋中空气后把口扎紧，然后放人80℃以上的热水中，过一会儿，塑料袋鼓起；从热水中拿出塑料袋，过一会儿( )
塑料袋仍然鼓起，其中的酒精液化了 B. 塑料袋仍然鼓起，其中的酒精汽化了
C. 塑料袋又瘪了，其中的酒精汽化了 D. 塑料袋又瘪了，其中的酒精液化了
【答案】 D
例题6 外科医生紧急治疗运动员扭伤时，常会对着受伤部位喷一种叫作氯乙烷的物质，皮肤会在一段时间内失去疼痛感。
（1）氯乙烷的沸点为12.5℃，若将氯乙烷喷洒到20℃环境中，则此时其为________态。（选填“固、液或气”）
（2）喷射氯乙烷的作用是为了使受伤部位皮肤表层骤然变冷而暂时失去痛感。试解释喷射氯乙烷使皮肤变冷的原因：________。
【答案】 （1）气
（2）氯乙烷汽化，吸收皮肤表面大量的热量
变式训练 汽车发动机一般利用水的循环进行冷却。实际上，水中往往还要加入不易汽化的防冻液。资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，如下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占百分比）。防冻液含量需适量，太多太少都不宜，人们所配制的混合液凝固点一般比本地常年最低气温低10～15℃即可。
（1）若需知道防冻液的含量为75%时混合液的沸点大约是多高，如何利用表中数据来确定：________。
（2）如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是________。
（3）某地常年最低气温为-15℃，在下列四种防冻液含量的混合液中，宜选
A.30%
B.40%
C.60%
D.90%
（4）长时间使用后，由于水的汽化，水箱中的混合液总量减少，防冻液的含量将________（增加/减小），与原来相比，混合液的沸点会________（升高/降低/不变）。
【答案】 （1）根据表中数据作出混合液的沸点与防冻液含量的关系图像，然后利用图像读出75℃时的沸点
（2）先降低后升高
（3）B
（4）增加；升高
三、升华和凝华
(1）升华是物质从固态直接变成气态的过程。凝华是升华的逆过程。升华需要吸热，凝华会放热。冬天衣服冻于是升华的结果；严寒的冬季，北方地区玻璃窗上出现的“冰花”是室内水蒸气凝华的结果。樟脑丸放人衣箱后会升华成杀虫的气体，初冬季节水蒸气会凝华在草和地面上形成霜。
（2）如何用物态变化的观点解释自然界中雨、云、雪、露、雾、霜的形成了首先应明确它们都是由空气中的水蒸气演变成的；其次应知道它们是由小水珠还是小冰晶构成的，再寻找其相关的物态变化过程。例如：露是小水珠，它是空气中水蒸气液化而成的。
例题7 .进行《内能》学习时，小科设计了如图所示实验装置，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有________出现。请你解释产生这一现象的原因________。
【答案】 白雾；高压气体对外做功内能减小，温度降低，水蒸气液化
浙江新中考 全球在建规模最大的水电枢纽工程一一我国白鹤滩水电站进入全面建设阶段，按设计，水电站总库容206.27亿立方米，混凝土双曲拱坝最大坝高289米，顶宽13米，最大底宽72米，电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主，有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
（1）水电站库区建成后，该地区空气湿度会增大，这与水的________（填态变化名称）有关.
（2）从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。
（3）水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒，泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪，6分钟内所出水的质量是多少？
【答案】 （1）汽化
（2）从坝体对地基的作用看，坝体上窄下宽，可以增大地基的受力面积，减少坝体对地基的压强，从水对坝体的作用看，因为水的压强随深度的增大而增大，水碓大坝下部的压强较大，对大坝上部的压强小。所以，大坝通常筑成上窄下宽的形状。
（3）V=42000米3/秒×6×60秒=1.512×107米3
m=ρV=1.0×103千克/米3×1.512×107米3=1.512×1010千克
答：6分钟所泄出水的质量为1.512×1010千克。
例题7 小明用电冰箱研究物态变化现象．他将一块豆腐放入冷冻室内，一两天后普通的豆腐就变成“冻豆腐”了．与普通豆腐相比：“冻豆腐”的体积变大了．解冻后切开，观察到“冻豆腐”内部有很多小孔，这是因为豆腐内的水在冷冻室遇冷先________成冰块，解冻后冰块又________成水造成的．（填物态变化的名称）
【答案】 凝固；熔化
例题8 .冻雨是初冬或冬末春初时节见到的一种天气现象，会严重影响人们的出行．如图所示，冻雨是一种过冷却水滴，它落到温度更低的物体上时，就可能立刻冻结成外表光滑而透明的冰层．这里所说的冻结是一种________现象（填物态变化名称）．
【答案】 凝固
【考点】凝固与凝固现象
例题9 . 2020年11月24日，长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，火箭点火后发射塔下升起一团巨大的白雾。
（1）火箭发射塔的底部有一个导流槽，槽内装有大量的水，当火箭发射时尾部喷出高温火焰，使导流槽里的水发生________（选填“液化”、“汽化”或“升华”），从而________（选填“吸收”或“放出”）大量的热量，然后再液化产生白雾。
（2）嫦娥五号返回舱进入大气层时，与大气摩擦会产生10000℃以上的高温，为了保护内部的设备，科学家在返回舱外面加了一层固态的烧蚀材料，该材料在高温下会迅速发生________（填物态变化名称）、蒸发和升华等变化，带走大量的热量，使返回舱保持合适的温度。
【答案】 （1）汽化；吸收
（2）熔化
【考点】熔化与熔化现象，汽化及汽化吸热的特点
例题10 省油灯是我国古代劳动人民智慧的结晶，其由上下两个碗状容器组成，中间有夹层，夹层有一小孔与外部相连.该油灯“上部盛水、夹层盛油”能够省油（如图所示），说明该灯能省油的原理.
【答案】 解：省油灯由上下两个碗状容器组成，中间有夹层，夹层有一小孔与外部相连，上部盛水、夹层盛油.这一构造能够减少油与空气直接接触的面积；上部盛水，当温度升高时上层容器中水的挥发能够降低油的温度；空气与油之间隔了层水，从而减小油上方的空气流速.
【考点】影响蒸发快慢的因素
例题11 .比较不同液体升高相同温度时吸收热量的多少，小科用两个完全相同的电加热器分别给质量和初温都相同的A、B两种液体加热，如图甲所示。图乙是它们的温度随时间变化的图像。
（1）在该实验中通过比较________来比较两种液体升高相同温度时吸收热量的多少。
（2）根据实验结果可以发现________(选填“A”或“B”)液体的比热容更大。
（3）在没有温度计时，某同学提出可以比较“A、B两种液体加热至沸腾所用时间的长短”来判断比热容大小。而小科认为这个方案不可行，小科的理由是________。
【答案】 （1）加热时间
（2）B
（3）不同液体沸点不同，应控制升高温度相同
【考点】沸点及沸点与气压的关系，比热容
防冻液含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点/℃
-17
-28
-37
-49
-48
-46
-28
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
一、1、熔化和凝固
熔化是物质由固态变成液态的过程，从液态变成固态的过程叫做凝固。
三态的相互转化
熔化一凝固图象的纵坐标表示温度，横坐标表示实验经过的时间。下图甲为晶体的熔化图象，其中AB段表示固体吸热升温阶段；BC段表示晶体熔化阶段，此阶段要吸热，但温度基本保持不变，这个固定的熔化温度即为熔点；CD段表示液态升温阶段。
下图乙为非晶体的熔化图象，图中没有相对水平的一段（即温度不变的部分），随着加热的进行其温度不断上升，直至全部变为液态。用图形记录物理变化的过程是科学研究问题的一种方法。
熔化一凝固的图象
例题1 古诗词是我国的文化瑰宝，下列说法中不正确的是（ ）
A. “欲渡黄河冰塞川”﹣﹣“冰”是由于水遇冷凝固形成的
B. “不敢高声语，恐惊天上人”﹣﹣“高”是指声音的音调高
C. “潭清疑水浅”一一“浅”是由于光的折射现象形成的
D. “举杯邀明月，对影成三人”﹣﹣“影”是由于光的直线传播形成的
【答案】 B
【考点】凝固与凝固现象，声音的特性
例题2 .如图是某种物质的熔化曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 这种物质是晶体，且熔点是95℃ B. 该物质熔化过程共经历了12min
C. 在第10min时，该物质处于液态 D. 该物质在BC段过程中不需要吸热
【答案】 C
【考点】熔化和凝固的温度—时间图象
例题3 .镓是灰蓝色或银白色的金属，把一小块该金属放在手心，很快就变成了一颗晶莹的液珠，就像荷叶上的水珠，关于这一现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 该现象属于液化，需要吸热 B. 手对金属做功，其内能增大
C. 该现象属于熔化，需要吸热 D. 可以用该金属来制作餐具
【答案】 C
【考点】熔化与熔化现象
汽化和液化
汽化是物质由液态变为气态的过程，液体汽化时要吸收大量的热，它有两种表现形式蒸发和沸腾。两者有以下四点区别：（1）蒸发是液体表面的汽化现象，沸腾是在液体表面与内部同时发生的剧烈汽化现象；
（2）蒸发可在任何温度下进行，沸腾只能当温度达到沸点才进行；
（3）蒸发的快慢与温度高低、液体表面积大小、液面空气流动快慢有关，沸腾与液面气压高低相关；
（4）蒸发时会从液体内部吸热，具有致冷效果；沸腾时需从外界吸收大量的热。
注：液化是物质从气态变为液态的过程。气体液化时要放出大量的热，所以100℃的水蒸气比100℃的沸水对人的烫伤要厉害得多。水蒸气是无色、无味的气体，人眼是看不见的，烧开水时水面出现大量的“白气”是高温水蒸气遇冷空气后液化成的小水珠。雾是地面附近的水蒸气遇冷后液化成的大面积“白气”形成的。
例题4 1.下列过程中，属于液化的是（ ）
A. 积水干涸 B. 大雾弥漫 C. 千里冰封 D. 霜满枝头
【答案】 B
例题5 在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽袋中空气后把口扎紧，然后放人80℃以上的热水中，过一会儿，塑料袋鼓起；从热水中拿出塑料袋，过一会儿( )
塑料袋仍然鼓起，其中的酒精液化了 B. 塑料袋仍然鼓起，其中的酒精汽化了
C. 塑料袋又瘪了，其中的酒精汽化了 D. 塑料袋又瘪了，其中的酒精液化了
【答案】 D
例题6 外科医生紧急治疗运动员扭伤时，常会对着受伤部位喷一种叫作氯乙烷的物质，皮肤会在一段时间内失去疼痛感。
（1）氯乙烷的沸点为12.5℃，若将氯乙烷喷洒到20℃环境中，则此时其为________态。（选填“固、液或气”）
（2）喷射氯乙烷的作用是为了使受伤部位皮肤表层骤然变冷而暂时失去痛感。试解释喷射氯乙烷使皮肤变冷的原因：________。
【答案】 （1）气
（2）氯乙烷汽化，吸收皮肤表面大量的热量
变式训练 汽车发动机一般利用水的循环进行冷却。实际上，水中往往还要加入不易汽化的防冻液。资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，如下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占百分比）。防冻液含量需适量，太多太少都不宜，人们所配制的混合液凝固点一般比本地常年最低气温低10～15℃即可。
（1）若需知道防冻液的含量为75%时混合液的沸点大约是多高，如何利用表中数据来确定：________。
（2）如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是________。
（3）某地常年最低气温为-15℃，在下列四种防冻液含量的混合液中，宜选
A.30%
B.40%
C.60%
D.90%
（4）长时间使用后，由于水的汽化，水箱中的混合液总量减少，防冻液的含量将________（增加/减小），与原来相比，混合液的沸点会________（升高/降低/不变）。
【答案】 （1）根据表中数据作出混合液的沸点与防冻液含量的关系图像，然后利用图像读出75℃时的沸点
（2）先降低后升高
（3）B
（4）增加；升高
三、升华和凝华
(1）升华是物质从固态直接变成气态的过程。凝华是升华的逆过程。升华需要吸热，凝华会放热。冬天衣服冻于是升华的结果；严寒的冬季，北方地区玻璃窗上出现的“冰花”是室内水蒸气凝华的结果。樟脑丸放人衣箱后会升华成杀虫的气体，初冬季节水蒸气会凝华在草和地面上形成霜。
（2）如何用物态变化的观点解释自然界中雨、云、雪、露、雾、霜的形成了首先应明确它们都是由空气中的水蒸气演变成的；其次应知道它们是由小水珠还是小冰晶构成的，再寻找其相关的物态变化过程。例如：露是小水珠，它是空气中水蒸气液化而成的。
例题7 .进行《内能》学习时，小科设计了如图所示实验装置，在吸滤瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有________出现。请你解释产生这一现象的原因________。
【答案】 白雾；高压气体对外做功内能减小，温度降低，水蒸气液化
浙江新中考 全球在建规模最大的水电枢纽工程一一我国白鹤滩水电站进入全面建设阶段，按设计，水电站总库容206.27亿立方米，混凝土双曲拱坝最大坝高289米，顶宽13米，最大底宽72米，电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主，有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
（1）水电站库区建成后，该地区空气湿度会增大，这与水的________（填态变化名称）有关.
（2）从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。
（3）水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒，泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪，6分钟内所出水的质量是多少？
【答案】 （1）汽化
（2）从坝体对地基的作用看，坝体上窄下宽，可以增大地基的受力面积，减少坝体对地基的压强，从水对坝体的作用看，因为水的压强随深度的增大而增大，水碓大坝下部的压强较大，对大坝上部的压强小。所以，大坝通常筑成上窄下宽的形状。
（3）V=42000米3/秒×6×60秒=1.512×107米3
m=ρV=1.0×103千克/米3×1.512×107米3=1.512×1010千克
答：6分钟所泄出水的质量为1.512×1010千克。
例题7 小明用电冰箱研究物态变化现象．他将一块豆腐放入冷冻室内，一两天后普通的豆腐就变成“冻豆腐”了．与普通豆腐相比：“冻豆腐”的体积变大了．解冻后切开，观察到“冻豆腐”内部有很多小孔，这是因为豆腐内的水在冷冻室遇冷先________成冰块，解冻后冰块又________成水造成的．（填物态变化的名称）
【答案】 凝固；熔化
例题8 .冻雨是初冬或冬末春初时节见到的一种天气现象，会严重影响人们的出行．如图所示，冻雨是一种过冷却水滴，它落到温度更低的物体上时，就可能立刻冻结成外表光滑而透明的冰层．这里所说的冻结是一种________现象（填物态变化名称）．
【答案】 凝固
【考点】凝固与凝固现象
例题9 . 2020年11月24日，长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，火箭点火后发射塔下升起一团巨大的白雾。
（1）火箭发射塔的底部有一个导流槽，槽内装有大量的水，当火箭发射时尾部喷出高温火焰，使导流槽里的水发生________（选填“液化”、“汽化”或“升华”），从而________（选填“吸收”或“放出”）大量的热量，然后再液化产生白雾。
（2）嫦娥五号返回舱进入大气层时，与大气摩擦会产生10000℃以上的高温，为了保护内部的设备，科学家在返回舱外面加了一层固态的烧蚀材料，该材料在高温下会迅速发生________（填物态变化名称）、蒸发和升华等变化，带走大量的热量，使返回舱保持合适的温度。
【答案】 （1）汽化；吸收
（2）熔化
【考点】熔化与熔化现象，汽化及汽化吸热的特点
例题10 省油灯是我国古代劳动人民智慧的结晶，其由上下两个碗状容器组成，中间有夹层，夹层有一小孔与外部相连.该油灯“上部盛水、夹层盛油”能够省油（如图所示），说明该灯能省油的原理.
【答案】 解：省油灯由上下两个碗状容器组成，中间有夹层，夹层有一小孔与外部相连，上部盛水、夹层盛油.这一构造能够减少油与空气直接接触的面积；上部盛水，当温度升高时上层容器中水的挥发能够降低油的温度；空气与油之间隔了层水，从而减小油上方的空气流速.
【考点】影响蒸发快慢的因素
例题11 .比较不同液体升高相同温度时吸收热量的多少，小科用两个完全相同的电加热器分别给质量和初温都相同的A、B两种液体加热，如图甲所示。图乙是它们的温度随时间变化的图像。
（1）在该实验中通过比较________来比较两种液体升高相同温度时吸收热量的多少。
（2）根据实验结果可以发现________(选填“A”或“B”)液体的比热容更大。
（3）在没有温度计时，某同学提出可以比较“A、B两种液体加热至沸腾所用时间的长短”来判断比热容大小。而小科认为这个方案不可行，小科的理由是________。
【答案】 （1）加热时间
（2）B
（3）不同液体沸点不同，应控制升高温度相同
【考点】沸点及沸点与气压的关系，比热容
防冻液含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点/℃
-17
-28
-37
-49
-48
-46
-28
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
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