第4章　物质的特性专题讲练2-物态变化

2020年浙教版七年级上科学同步学习精讲精练第4章物质的特性专题讲练2——物态变化目录TOC\o"13"\h\z\u 1 6 9 14本专题主要涉及六种物态变化过程的特征与实质，在历年中考中一般以判断实际生活中某一现象发生了哪种物态变化作为考点来考查，但要掌握判断某现象的物态变化的方法，还要正确深刻地理解六种物态变化的概念及特征。一、物质的三种状态物质三态的分子结构不同,决定了物体三态时分子间的作用力不同、构造不同、形状和体积方面也就有很大的不同,如图所示。状态示意图一般情况下分子间的距离分子间的作用力分子的运动情况气体丙大小自由运动液体乙中中活动范围较大固体甲小大小范围内振动二、熔化和凝固1.熔化和凝固概念的理解。物质从固态变成液态的过程叫作熔化，物质从液态变成固态的过程叫作凝固。熔化与日常生活中的溶化不能混淆，溶化表示溶质溶解在液体溶剂中的过程，需要与某种溶剂混合来完成，如盐溶于水；而熔化需要有热源供热，并不添加溶剂。2.晶体与非晶体的异同点3.判断晶体与非晶体的方法(1)从有无熔点来判断。晶体有熔点，非晶体没有熔点。(2)从熔化过程中的状态判断。晶体熔化过程是：固态→固液共存→液态，非晶体熔化过程是：固态一软→稀→液态。(3)从熔化图像判断。如果图像中有一段平行于时间轴的线段，则这个固体属于晶体，没有则属于非晶体。【重要提醒】当然也可以丛有无凝固点凝固过程及凝固图像判断。晶体熔化曲线：这类曲线图往往是用稳定热源加热的,所以加热相同时间吸收热量是相等的。从熔化曲线可以根据是否有固定熔点判断该固体是晶体还是非晶体,还可以判断温度信息、状态信息、时间信息,还可以根据熔点知道物质种类,能从固体和液体加热时曲线的倾斜程度分析固态和液态时比热容的大小关系。4.晶体熔化和凝固发生的条件(1)晶体的熔化必须满足两个条件：一是晶体达到熔点；二是继续加热。(2)晶体凝固也需要满足两个条件：一是温度达到凝固点；二是能够继续放热。三、汽化和液化1.汽化和液化概念的理解。物质从液态变成气态的过程叫作汽化，物质从气态变成液态叫作液化。汽化有两种方式：蒸发和沸腾。2.蒸发和沸腾的概念与理解(1)蒸发是缓慢的汽化现象，在任何温度下都能发生的。影响蒸发快慢的三个因素是：①液体的温度，液体的温度越高，蒸发越快；②液体的表面积，液体的表面积越大，蒸发越快；③液体表面的空气流动速度，液体表面的空气流动速度越快，蒸发越快。蒸发有制冷作用，蒸发时要从周围的物体(或自身)吸收热量，使周围的物体(或自身)的温度降低，因此我们常常利用蒸发来降低空气或物体的温度，医院里利用氯乙烷做麻醉剂，使病人的皮肤冷却到失去疼痛从而进行手术。(2)沸腾是液体内部和表面发生的剧烈的汽化现象，实验室研究水的沸腾实验常用如图甲所示的装置，通过不断测量水加热过程和沸腾后的水温，作出图乙所示图线，从图中可以看出，水在沸腾后温度保持不变，由于受当地气压的影响，水的沸点时常达不到100℃。(3)水在加热过程中，由于烧杯的底部与热源接触，底部的温度会略高于它上部的水温，烧杯底部产生的气泡在上升过程中会不断向周围的水放热，出现收缩现象，这个体积的变化比压强减小导致的体积变化要明显，使气泡在上升过程中体积不断变小，如图甲所示；而水沸腾后，烧杯中不同深度的水温相同，气泡在上升过程中，只受压强减小的影响，体积不断变大，如图乙所示。3.蒸发和沸腾的异同点【重要提醒】沸点和气压的关系由气压对沸点的影响可知,气压降低,沸点也会降低。所以气体液化有两种方法:一是把物体温度降低到沸点以下;二是把沸点升高,即增加气压。所以,当水不沸腾后,让水重新沸腾也有两种方法:一是继续加热,二是降气压(抽气、浇冷水让水蒸气液化都能降低气压)。4.使气体液化的两种方式(1)降低温度可以使气体液化，例如冬天戴眼镜的人从室外走进温暖的房间内，房间内的水蒸气遇到冷的玻璃镜片(降低温度)而液化成小水珠附着在镜片上；夏天从冰箱里取出的冰棒周围会冒“白气”，它是周围空气中的水蒸气遇到凉的冰棒降温液化形成的。(2)压缩体积也可以使气体液化，例如家庭使用的液化石油气，就是在普通的温度下，通过压缩体积使它液化而保存在钢罐中的；丁烷气体打火机也是通过常温压缩体积的办法使丁烷气体液化，从而缩小了体积，保存在小小的打火机内。四、升华和凝华1.升华与凝华概念的理解。要识别升华和凝华现象，要抓住两个关键状态(固态和气态)，一个关键词(直接变成)。2.升华吸热与凝华放热在日常生活中的应用人工降雨是利用干冰的升华吸热，使空气中的水蒸气的温度降低从而发生液化现象来实现的；利用干冰的升华可以储存食物，使食物在长途运输中不会变质；利用樟脑球的升华既能驱赶害虫，又能使衣服上不留痕迹，干净整洁。自然现象中的霜、雾淞等都是凝华现象，凝华和凝固现象要正确区分。五、物态变化中的吸热与放热过程本专题的知识可以简单概括成：两种过程、两个区别、三个制冷、三个条件。两种过程：指吸热过程和放热过程。物态变化的吸热过程有：熔化、汽化、升华；物态变化中的放热过程有：凝固、液化、凝华。两个区别：①晶体与非晶体的区别：晶体有熔点或凝固点，非晶体没有熔点或凝固点；②蒸发和沸腾的区别：主要是在发生温度、发生位置、发生现象、温度变化等方面的区别。三个制冷：包括蒸发制冷、升华制冷、熔化制冷(例如：下雪不冷化雪冷)等。三个条件：①晶体熔化的条件：达到熔点，并且继续吸热；②晶体凝固条件：达到凝固点，继续放热；③液体沸腾条件：达到沸点，继续吸热。六、物态变化物质三态之间可以相互转变，转变方式如图。归纳:沿固液气方向发生状态变化的,需要吸收热量；沿气液固方向发生状态变化的，需要放出热量。【重要提醒】物态变化的判断方法：先确定变化前后的状态,然后对应物态变化名称,再根据变化是顺着还是逆着固液气的方向定吸、放热情况。要注意的是,水蒸气是看不到的,所以“白气”、雾虽然悬在空中,却是液化后的小液滴。七、温馨提示，易错剖析1.物体吸收热量，温度不一定升高，物体放出热量，温度不一定降低。晶体在熔化过程中，虽然不断吸热，但温度保持不变；晶体在凝固过程中，虽然不断放热，但温度保持不变。2.生活中的“白气”并不是水蒸气，而是水蒸气发生了液化现象变成的小液滴，因此物理上所有出现的“白气”均是液化现象。3.升华与汽化易混淆，凝华与凝固易混淆，关键看清是哪两种状态之间发生变化，找出物质是从哪一种状态变成哪一种状态，再紧扣物态变化的概念理解。【例1】下列现象与物态变化相对应的是(C)A.灯泡用久了，灯丝会变细——熔化B.晒在太阳下的湿衣服变干—液化C.擦在皮肤上的酒精很快干了——汽化D.水正在慢慢地结冰——凝华【解析】熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华这三对互逆的物态变化是简单热现象的一条主线，自然是中考考查的重点。要能准确地对其作出判断，首先需要明确物态变化前物体所处的状态，然后根据六种物态变化过程的特点，结合吸热与放热情况进行准确判断。此题中，灯泡的灯丝是用金属钨制成的，灯泡发光处于高温时，钨即可升华成钨的蒸气，A错误；湿衣服晒在太阳下，会因温度的升高而加快水的蒸发从而变干，此过程属于汽化现象，B错误；蒸发可以在任何温度下进行，擦在皮肤上的酒精由于蒸发而变干，蒸发是汽化的一种方式，C正确；水结冰，是液体变成固体的过程，属于凝固现象，D错误。【点评】六种物态变化的判断，需从物体状态的变化情况，吸热、放热情况分析，千万不可凭直觉。【例2】如图是小明绘制的某种物质熔化时的温度一时间图线。下面说法正确的是（D）A.图线中间的水平线段表示这段时间内物体不吸热B.图线可能是冰的熔化过程C.图线可能是蜡的熔化过程D.图线表示某种晶体的熔化过程【解析】从图线的走向我们可以看出，此过程随着时间的推移，温度呈现升高趋势，故为吸热过程；从第2分钟到第4分钟之间，物体温度始终保持在60℃，即属于“继续吸热，但温度保持不变”的过程，符合晶体的熔化特点，则此图线为某晶体熔化过程，故A错误，D错误。由于冰的熔点为0℃，与此图线不符，故B错误；蜡为非晶体，故Ｃ也错误。【例3】小海在做“观察水的沸腾”实验后，又进一步观察了水的自然冷却过程，他根据实验数据绘出水温随时间变化图像如图所示。由图像可知：(1)水是沸点是______℃，这说明当时水面上方的气压等于______(填“大于”“小于”或“等于”)1标准大气压。(2)做上述实验时的环境温度(即室温)应在______℃左右。(3)沸腾前水温随时间变化的特点是______________________________.【答案】(1)100等于(2)20(3)刚开始升温快，后来升温慢【解析】水的沸点是指在1标准大气压下水沸腾时的温度。由于水沸腾的特点是“虽然继续吸热，但温度保持不变”，即在图像中表现出来的就是一段平行于时间轴的水平线段，故从图像中可以读出水的沸点为100℃。沸水得以充分冷却后，最终温度会与室内温度相等，故从图像中又能得知上述实验时的环境温度为20℃。水沸腾前，即从0至12分钟之间，曲线的走向先急后缓，即水温随时间变化的趋势是先快后慢。【点评】图像法是物理学中常用的研究方法之一。在晶体和非晶体的区别中，图像法是惯用方法，值得注意。【例4】[2020·苏州中考]如图所示,在烧瓶中注入刚刚沸腾的水,塞紧瓶塞,将烧瓶倒置,再用冷水浇烧瓶的底部,可以看到水又重新沸腾起来。该实验现象说明了()A.沸腾过程需要吸热B.沸腾过程需要放热C.水的沸点与环境温度有关D.水的沸点与水面上方的气压有关【答案】D【解析】用冷水浇烧瓶的底部,烧瓶内水面上方的空气温度降低,气压减小,水的沸点降低,所以水又重新沸腾,可知水的沸点与水面上方的气压有关,故选D。【例5】在“观察水的沸腾”实验中,当水温升到89℃时,小华开始计时,每隔1min记录一次水的温度,然后,小华根据实验数据绘制了如图甲所示的温度随时间变化的图像,下列说法正确的是()A.此时的气压高于标准大气压 B.水从89℃加热到刚开始沸腾所需时间为4minC.通过图像可知,水沸腾时温度保持不变 D.水沸腾时气泡上升的情况如图丙所示【答案】C【解析】A、标准大气压下水的沸点为100℃，根据液体沸点与气压的关系可知当时的气压较低，低于标准大气压，故A错误；B、从图象可以看出，水的初温是89℃，从第5分钟温度达到沸点，所以从89℃到开始沸腾所用时间为5min，故B错误；C、水的沸腾是吸热过程，所以水沸腾时需要继续吸收热量，但温度保持不变；故C正确；D、甲图，气泡上升时不断增大，是水的沸腾时的现象；乙图，气泡上升时不断减小，是水沸腾之前的现象，故D错误。【例6】[2020·德州中考]如图甲所示是小蕊同学“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。(1)安装图甲所示的实验装置时,应按照(选填“由上到下”或“由下到上”)的顺序进行;实验中除了用到图甲所示的器材外,还需要的测量工具是。

(2)图甲装置中硬纸板的主要作用是。

(3)小蕊用质量为m1的水做实验,根据记录的实验数据,绘制了图乙中的a图线,由a图线可知:水沸腾时吸收热量,温度。(4)若换用初温相同而质量为m2(m2>m1)的水做实验,得到的图线是图乙中的(选填“b”“c”或“d”)。

【答案】（1）由下到上；秒表；（2）减少热量散失，缩短实验时间；（3）不变；（4）c。【解析】（1）在该实验中，先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离，且便于利用酒精灯的外焰加热；实验过程中需要测量加热时间，因此需要用到秒表。（2）在烧杯上覆盖的中心有孔的硬纸板的主要作用是减少热量散失，缩短实验时间。（3）由图象可知：水沸腾时的特点是吸收热量，温度不变；（4）改变水的质量，水的沸点不变，只改变加热的时间，得到的图象可能是图乙中的c。类型一熔化与凝固1.雪天路面有积雪，为了使积雪很快消融，常在路面积雪上喷洒盐水，这是因为（）A.盐水使冰雪的熔点降低B.盐水使冰雪的熔点升高C.盐水使冰雪的温度升高到0℃而熔化D.洒上盐水后，使冰雪变成冰水混合物，温度为0℃而使冰雪消融【答案】A【解析】影响晶体熔点高低的因素：物质种类、压强大小、是否有杂质等。种类不同，熔点一般不同；压强越大，熔点越低；当有杂质掺人时熔点降低。题中喷洒盐水后，盐水使冰雪的熔点降低了，故选A。2.海波的熔点为48℃，在48℃时，下列说法中，错误的是（）A.固态海波吸热，状态改变，温度不变B.液态海波放热，温度不变，状态改变C.固态海波放热，温度改变，状态不变D.固态海波吸热，状态不变，温度不变【答案】D【解析】海波是晶体，晶体在熔化或凝固过程中的特点是：吸收或放出热量，但温度保持不变，且为固液共存状态，故选D。3.如图所示为“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图像，下列说法中，正确的是（）A.在t时=5分时，该物质处于液态B.在BC段，该物质不吸热C.该物质的凝固过程持续了5分钟D.该物质的凝固点是45℃【答案】D【解析】由图BC段和EF段温度不变，说明该图是晶体的熔化和凝固规律图，BC段为熔化阶段，EF段为凝固阶段，熔化和凝固时温度不变，且处于固液共存状态，熔化时吸热，凝固时放热，故选D。4.把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，如图所示，当烧杯中的冰块大部分熔化时，试管中的冰（）A.也熔化一部分B.全部熔化C.一点儿都没熔化D.下边的熔化，上边的没熔化【答案】C【解析】冰是水的固态形式，是晶体，晶体熔化的条件：一是达到熔点，二是继续吸热。据题分析可知，当烧杯中的冰大部分熔化时，冰水混合物的温度为0℃，所以试管中的冰的温度也是0℃，达到熔点，但由于试管内冰的温度和烧杯中冰水混合物的温度相同，不发生热传递，即试管中的冰不能继续吸热，所以不会熔化，故选C。5.在探究“海波熔化时温度的变化规律”时，海波的颗粒(填“大”或“小”)一点比较好。加热过程中，用搅拌器不断搅拌，目的是使海波各处的趋于一致。【答案】小温度【解析】在探究“海波熔化其温度变化规律”的实验时，为了使海波受热均匀，更能准确测量熔化过程中的温度变化，使用的海波颗粒要小一些，加热过程中要不断使用搅拌器进行搅拌。类型二汽化与液化6.20世纪60年代，为控制疟疾疫情，屠呦呦尝试通过加热青蒿的水溶液使其沸腾，去除水分以提取药物，但效果并不理想，因为高温破坏了青蒿中的有效成分。对此，可采用的方法是（）A.用微火加热，使水溶液慢慢沸腾B.用旺火加热水溶液，缩短沸腾的时间C.用低沸点溶剂进行实验D.用高沸点溶剂进行实验【答案】C【解析】用低沸点溶剂进行实验，在较低温度下提取药物，青蒿中的有效成分不会被破坏，此方法可行，故C正确。7.为了探究“蒸发快慢与什么因素有关”，在晴天的中午，小强用同样的半杯水分别泼洒在室内、有风的阳台上的一块或两块瓷砖上。将地面变干所需的时间(瓷砖的大小均相同)记录在表格内，根据表格内容可以得出的结论是（）A.只能得出与液体的表面积有关B.只能得出与液体的温度有关C.只能得出与液体的温度和表面积有关D.能得出与液体的温度、表面积和表面空气流速都有关【答案】A【解析】控制变量法的实验中只允许存在一个变量，室内和室外会出现风、阳光、温度等变量，不能形成对照，而相同环境时只有表面积一个变量，故选A。8.水是生命之源，它在生活中的用途非常广泛。我国北方地区的人们在冬季贮存蔬菜时，常在地窖里放几桶水，这是利用水的____________(填物态变化名称)______热，以防止地窖里的菜被冻坏；冬季在开空调的房间里，人们也常会放盆水，这是利用水的____________(填物态变化名称)来提高房间里的空气湿度。【答案】凝固放汽化【解析】（1）冬天贮菜时，人们常在地窖里放几桶水，液态的水遇冷凝固为固态的冰，同时放出热量，使菜窖的温度不至于过低而将菜冻坏；（2）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热。类型三升华与凝华9.用雪堆成雪人，即使气温在0℃以下，时间长了雪人也会逐渐变小，这种现象发生的原因是（）A.雪人底部因熔点降低而熔化B.雪人底部因温度升高而发生变化C.整个雪人同时逐渐升华D.整个雪人同时逐渐熔化【答案】C【解析】冰熔化时温度应到达0℃，并能继续吸热才能熔化。雪人是在0℃以下，逐渐变小，说明一定不是熔化造成的。故ABD错误；用雪堆成的雪人，即使气温在0℃以下，时间长了雪人也会逐渐变小，这是整个雪人同时发生了升华。故C正确。10.关于云、雨、雪、雾、露、霜的形成，下列说法中不正确的是（）A.雾是水蒸气凝固形成的B.露是水蒸气液化形成的C.雨是水蒸气液化形成的D.霜是水蒸气凝华形成的【答案】A【解析】雨、雾和露都是水的液态，由水蒸气液化形成，故Ａ错误，B、C正确；霜是水的固态，由水蒸气凝华形成，故D正确。11.提到“雾淞”，许多人总会联想到东北地区的自然景色。下列有关雾的说法，正确的是（）A.雾淞是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的B.雾淞和冰的形成过程一样C.雾凇是由空气中的水蒸气遇冷凝华形成的D.雾凇形成过程中需要吸收热量【答案】C【解析】A、“雾凇”是固态的小冰粒，它是由空气中的水蒸气直接变成的，属于凝华现象，故A不正确；B、冰是液态水凝固形成的，与雾凇的形成过程不一样，故B不正确；C、“雾凇”是固态的小冰粒，它是由空气中的水蒸气直接变成的，属于凝华现象，故C正确；D、凝华放出热量，因此雾凇形成过程中需要放出热量，故D不正确。12.小明在观察“碘锤”中的物态变化之前，查阅资料得知：酒精灯外焰的温度约为800℃，碘的熔点为113.7℃。采用图中的两种方式进行加热，图甲中的碘颗粒吸热会____________(填物态变化名称，下同)，图乙中的碘颗粒吸热后除了发生图甲中的物态变化外，还可能会____________；两种方式停止加热后，“碘锤”中的碘蒸气会____________。【答案】升华熔化凝华【解析】甲图，在水中加热，水的温度约为100℃，碘的熔点为113.7℃，所以碘不会熔化；碘颗粒吸热会从固态直接变为气态，则该物态变化为升华；图乙中，酒精灯外焰温度约为800℃，高于碘的熔点，碘吸热可能熔化；如果要观察碘升华现象，应该选择图甲。类型四物态变化的应用13.当温度为0℃时，下列说法中，正确的是（）A.水已不存在，全部结成冰B.冰已不存在，全部化成水C.冰和水都可能存在，没有水蒸气D.冰、水、水蒸气都可能存在【答案】D【解析】0℃是标准大气压下水的熔点，亦是凝固点，所以冰和水可以共存；水可以在任意温度下发生汽化，所以水蒸气也可以存在，故选D。14.夏天，盛一盆水，在盆里放入两块高出水面的砖头，砖头上放一只篮子，再把装有剩饭剩菜的碗放入篮子，用纱布袋罩好，就做成了一个“简易冰箱”(如图所示)，篮子里的饭菜放置大半天后也不会变质，以上“简易冰箱”的工作原理是（）A.液化放热B.蒸发吸热C.凝固放热D.升华吸热【答案】B【解析】水在任意温度下都会蒸发，蒸发需要吸热，使温度降低，从而起到冰箱的冷藏效果，故选B。15.下列关于生活中的科学现象及其原因的分析，错误的是（）A.用冰袋给高热病人降温，原因是冰熔化要吸热B.使用高压锅时，食物容易被煮熟，原因是锅内气体压强大，液体沸点高C.水沸腾时壶口冒出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的D.衣柜里的樟脑丸变小了，原因是樟脑丸发生了升华现象【答案C【解析】水沸腾时壶口冒出的“白气”是壶中喷出的热水蒸气遇冷液化形成的，故C错误。16.如图所示为一款火箭动力自行车，其最快行驶速度可达333千米/时。将常温状态下的过氧化氢气体通过____________的方法液化成液体，再与催化剂一起放入燃料罐中，反应后向火箭动力自行车尾部喷出650℃的高温水蒸气，自行车即可获得向前的巨大推力，从而高速前进。图中火箭动力自行车尾部产生大量的“白气”，是因为尾气中的____________发生了____________现象。【答案】压缩体积水蒸气液化【解析】将常温状态下的过氧化氢气体是通过压缩体积的方法液化成液态的；图中火箭尾部产生大量的白气现象，是因为尾气中的水蒸气遇冷发生了液化现象，形成大量的小水滴，浮在空气中；过一会儿，小水滴吸收热量，由液态重新变成气态，发生汽化现象，所以“白气”消失了。17.纸的着火点为183℃，酒精灯的火焰温度约为400~500℃。用酒精灯的火焰对纸进行接触加热，纸一定会燃烧吗?请你设计一个实验证明：用酒精灯的火焰对纸进行接触加热时，纸不一定燃烧。要求：写出需要的实验器材、实验步骤，并简要说明原因。【答案】实验器材：一张光滑的厚纸、铁架台、酒精灯、火柴、水。实验步骤：①把光滑的厚纸折成纸锅形状，用纸锅装适量水，固定在铁架台上；②用火柴点燃酒精灯，酒精灯的火焰在纸锅下加热，注意不要让火苗烧到水面以上的纸，发现纸锅并没有燃烧。原因：标准大气压下，水的沸点是100℃，纸的着火点是183℃，纸和水的温度达到100℃时，水继续吸热，就可以沸腾，而温度保持100°℃不变，因此纸不会燃烧。1．体育课后，汗流浃背的小林同学赶紧打开教室电扇吹吹风，顿时感觉凉快多了，与这一现象有着相同特点的是()A．春天，冰雪融化成溪水B．夏天，冰棒周围冒“白气”C．秋天，早晨草地上铺上一层白霜D．冬天，屋檐上挂着串串冰柱【答案】A【解析】电扇吹风感觉凉快是由于加快了皮肤表面水分的蒸发，蒸发需要吸收热量。冰雪融化成溪水属于熔化吸热；冰棒周围冒“白气”属于液化放热；早晨草地上铺上一层白霜属于凝华放热；屋檐上挂着串串冰柱属于凝固放热。2．在“青少年科技创新大赛”中，小智同学发明了一种“神奇恒温杯”，他在双层玻璃杯的夹层中封入适量的海波晶体(熔点为48℃)。开水倒入杯中后，水温会迅速降至48℃左右，人即可饮用，并能较长时间保持水温不变，这主要是利用()A．海波汽化吸热、液化放热B．海波熔化吸热、凝固放热C．海波升华吸热、凝华放热D．海波熔化吸热、液化放热【答案】B【解析】开水倒入杯中后，此时海波晶体被