人教版选修33 物态变化中的能量交换 学案.doc

物态变化中的能量交换学习目标核心提炼1.知道熔化和凝固、汽化和液化的物态变化过程。6个概念熔化、凝固、汽化、液化、熔化热和汽化热2.知道物态变化过程中伴随能量的交换。一、熔化热熔化1.熔化和凝固(1)熔化：物质从固态变成液态的过程。(2)凝固：物质从液态变成固态的过程。2.熔化热(1)概念：某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比。(2)一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。思考判断(1)固体熔化过程，温度不变，放热。()(2)不同晶体的熔化热不同。()二、汽化热汽化1.汽化和液化(1)汽化：物质从液态变成气态的过程。(2)液化：物质从气态变成液态的过程。2.汽化热(1)概念：某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比，称做这种物质在这个温度下的汽化热。(2)一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。思考判断(1)汽化时放出热量。()(2)汽化热只与温度有关。()对熔化热的理解和应用要点归纳1.晶体熔化过程中，当温度达到熔点时，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵，吸收的热量主要转化为分子的动能，不断吸热，温度就不断上升。2.由于在不同温度下物质由固态变成液态时吸收的热量不同，而晶体有固定的熔点，因此有固定的熔化热，非晶体没有固定的熔点，也就没有固定的熔化热。3.不同的晶体有不同的结构，要破坏不同晶体的结构，所需的能量就不同。因此不同晶体的熔化热不相同。熔化热是晶体的热学特征之一。4.熔化热的计算公式如果用表示物质的熔化热，m表示物质的质量，q表示物质熔化时所需要吸收的热量，则qm。熔化热的单位是：焦耳/千克，即j/kg。精典示例例1 (多选)下列说法中正确的是()a.晶体有确定的熔化热，非晶体没有确定的熔化热b.不同的晶体的熔化热不同c.晶体熔化时吸收热量而温度不变，主要用于增加分子势能d.一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量不相等解析只有晶体才有固定的熔点，有确定的熔化热，a正确；熔化热与晶体的种类有关，b正确；晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，因此吸收的热量主要增加分子势能，c正确；一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等，d错误。答案abc针对训练1 关于熔化及熔化热，下列说法正确的是()a.熔化热在数值上等于熔化单位质量晶体所需的能量b.熔化过程吸收的热量等于该物质凝固过程放出的热量c.熔化时，物质的分子动能一定保持不变d.熔化时，物质的分子势能一定保持不变解析只有晶体熔化过程吸收的热量等于凝固过程放出的热量，并且温度保持不变，分子动能不变。熔化吸热，对于晶体而言，只增加分子势能。对非晶体上述关系都不成立。答案a对汽化热的理解和应用要点归纳1.液体汽化过程中的能量特点液体汽化时，液体分子离开液体表面，要克服其他分子的吸引而做功，因此要吸收热量。汽化过程中体积膨胀要克服外界气压做功，也要吸收热量。2.液体汽化时的汽化热与温度和外界气压都有关系。3.汽化热的计算公式设某物质在一个标准大气压时，沸点下的汽化热为l，物质的质量为m，则qlm。汽化热的单位为：焦耳/千克，即j/kg。精典示例例2 如图1所示是水在一标准大气压下汽化热与温度的关系。关于汽化热，下列说法中正确的是()图1a.液体只有在沸腾时才有汽化热b.某种物质的汽化热是一定的c.质量越大则汽化热越大d.汽化热与物质汽化时所处的温度和压强有关解析某种物质的汽化热与物质的种类、所处的温度和压强都有关系。所以d正确。答案d针对训练2 关于汽化热的概念，下列描述正确的是()a.某种液体在一定温度下汽化时所吸收的能量与其质量之比b.某种液体沸腾时，所吸收的热量与其质量之比c.某种液体在特定的温度下汽化时所吸收的能量与其质量之比d.某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比解析汽化热是某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比，所以只有d正确。答案d1.(晶体的熔点)(多选)当晶体的温度正好是熔点或凝固点时，它的状态()a.一定是固体 b.一定是液体c.可能是固体 d.可能是液体e.可能是固液共存解析晶体温度升高到熔点，将开始熔化，而且整个熔化过程温度保持不变；而液态晶体在降温到一定温度时，若继续放热，将会发生凝固现象，而且整个凝固过程温度不变，这个温度称为凝固点。对于同一种晶体来说，熔点和凝固点是相同的。因此在这个确定的温度下，晶体既可能是固体(也许正准备熔化)，也可能是液体(也许正准备凝固)，也可能是固液共存，例如：有0 的水，0 的冰，也有0 的冰水混合物，0 的水放热将会结冰，而0 的冰吸热将会熔化成水。答案cde2.(汽化热概念理解)(多选)1 g 100 的水与1 g 100 的水蒸气相比较，下列说法正确的是()a.分子的平均动能与分子的总动能都相同b.分子的平均动能相同，分子的总动能不同c.内能相同d.1 g 100 的水的内能小于1 g 100 的水蒸气的内能解析温度是分子平均动能的标志，因而在相同的温度下，分子的平均动能相同，又1 g水与1 g水蒸气的分子数相同，因而分子总动能相同，a正确；100 的水变成100 的水蒸气，分子距离变大，要克服分子引力做功，因而分子势能增加，所以1 g 100 水的内能小于1 g 100 水蒸气的内能。答案ad3.(熔化热概念的理解)(多选)下列说法中正确的是()a.晶体有确定的熔化热，非晶体没有确定的熔化热b.不同晶体的熔化热不同c.晶体熔化时吸收热量而温度不变，用于增加分子势能d.一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量不相等解析只有晶体才有固定的熔点，有确定的熔化热，a正确；熔化热与晶体的种类有关，b正确；晶体熔化时吸收热量，内能增加，但温度不变，分子平均动能不变，因此吸收的热量用于增加分子势能，c正确；一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等，d错误。答案abc4.(汽化热的计算)水池里水的质量为m2.0103 kg，水温为20 ，现在要给水池里的水加热，使水温升高到60 ，可向池内通入压强为1.01105 pa，温度为100 的水蒸气，求水蒸气的质量。不计热损失，已知水的比热容c水4.2103 j/(kg)，压强为1.01105 pa，温度为100 下，水的汽化热l2.26106 j/kg解析设水蒸气质量为m，100 的水蒸气液化成100 的水放出热量，放出的热量等于汽化所吸收的热量，100 的水再放热降温至60 的水，质量为m的水蒸气变成60 的水放出的热量q放lmc水mt1，水池里的水吸收的热量q吸c水mt2，因为q放q吸，所以lmc水mt1c水mt2，代入数值，解得m138 kg。答案138 kg基础过关1.晶体在熔化过程中，吸收热量的作用是()a.增加晶体的温度b.克服分子间引力，增加分子势能c.克服分子间引力，使分子动能增加d.既增加分子动能，也增加分子势能解析晶体在熔化过程中，温度不变，所以分子平均动能不变，吸收的热量增加分子势能。答案b2.下列自然现象中，通过熔化形成的是()a.春天，河里的冰化成水b.夏天清晨，花草叶子上附着的露水c.秋天清晨，笼罩大地的雾d.冬天，空中纷飞的雪花解析冰化成水是固态变为液态，属熔化；叶子上的露水是气态变为液态，属液化；雾的形成是液化；水蒸气形成雪是气态变为固态，是凝华。答案a3.大烧杯中装有冰水混合物，在冰水混合物中悬挂一个小试管，试管中装有冰，给大烧杯加热时，以下现象中正确的是()a.烧杯中的冰和试管内的冰同时熔化b.试管内的冰先熔化c.在烧杯内的冰熔化完以前，试管内的冰不会熔化d.试管内的冰始终不熔化解析物体间要发生热传递的条件是两者间存在温度差。冰水混合物中的冰熔化完以前，温度仍保持在0 。当试管中的冰达到0 时，两者不再传递热量，故开始时试管内的冰不能熔化，只有当烧杯中的冰熔化完毕，温度开始上升时，试管中的冰才开始熔化，所以选项c正确。答案c4.火箭在大气中飞行时，它的头部跟空气摩擦发热，温度可达几千摄氏度，在火箭上涂一层特殊材料，这种材料在高温下熔化并且汽化，能起到防止烧坏火箭头部的作用，这是因为()a.熔化和汽化都放热 b.熔化和汽化都吸热c.熔化吸热，汽化放热 d.熔化放热，汽化吸热解析物质在熔化和汽化过程中都是吸收热量的，故选项b正确。答案b5.(多选)能使气体液化的方法是()a.在保持体积不变的情况下不断降低气体的温度b.在保持体积不变的情况下，使气体温度升高c.在保持温度不变的情况下增大压强，能使一切气体液化d.降低气体的温度到某个特殊温度以下，然后增大压强解析从能量转换的角度分析只要放出热量，就可以使气体液化，但从影响气体液化的因素分析，只要不断降低温度或降低温度到某一特定值以下，再增大压强就可以使气体液化。答案ad6.用吹风机的热风吹一支蘸了酒精的温度计时，温度计的示数()a.先降低后升高 b.先升高后降低c.一直降低 d.一直升高解析开始时，温度计上的酒精汽化，带走热量，使温度降低，故示数降低；酒精完全汽化后，温度计在热风作用下温度升高，a正确。答案a7.如图所示的四个图象中，属于晶体凝固图象的是()解析晶体凝固时有确定的凝固温度，非晶体没有确定的凝固温度，故a、d图象是非晶体的图象；其次分清熔化时在达到熔点前是吸收热量，温度升高，而凝固过程则恰好相反，故c正确。答案c8.下列说法中正确的是()a.冰在0 时一定会熔化，因为0 是冰的熔点b.液体蒸发的快慢与液体温度的高低有关c.0 的水，其内能为零d.冬天看到嘴里吐出“白汽”，这是汽化现象解析熔化不仅需要温度达到熔点，还需要继续吸热，故a错误；液体温度高，其分子运动加剧，容易跑出液面，即蒸发变快，故b正确；0 的水分子也在永不停息地做热运动，其内能不为零，故c错误；冬天嘴中的气体温度较高，呼出遇到冷空气后液化为小水滴，即为“白汽”，故d错误。答案b能力提升9.在一个大气压下，1克100 的水吸收2.26103 j热量变为1克100 的水蒸气。在这个过程中，以下四个关系式正确的是()a.2.26103 j汽的内能水的内能b.2.26103 j汽的内能水的内能c.2.26103 j汽的内能水的内能水变成水蒸气时体积膨胀对外界做的功d.2.26103 j汽的内能水的内能水变成水蒸气时体积膨胀对外界做的功解析液体汽化时吸收的热量一部分用来克服分子引力做功，增加内能，一部分用来膨胀对外界做功，d正确。答案d10.(多选)关于液体的汽化，正确的是()a.液体分子离开液体表面要克服其他液体分子的引力而做功b.液体的汽化热是与某个温度相对应的c.某个温度下，液体的汽化热与外界气体的压强有关d.汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功答案abc11.绝热容器里盛有少量温度是0 的水，从容器中迅速往外抽气的时候，部分水急剧地蒸发，而其余的水都结成0 的冰，则结成冰的质量与原有水质量之比为多少？(已知0 时水的汽化热为l2.49106 j/kg，冰的熔化热为3.34105 j/kg)解析设蒸发的水的质量为m1，结成冰的质量为m2，蒸发所需吸收的热量q1m1l，水结成冰所放出的热量q2m2，由于容器与外界绝热，根据能量守恒定律知q1