七上竞赛培优教程第7讲物态变化（学生版）

第7讲物态变化重难点剖析1熔化与凝固晶体熔化的条件是温度达到熔点，并且持续吸热。分类晶体非晶体相同点都是物质从固态变为液态的吸热熔化过程不同点有没有固定的熔化温度晶体有一定的熔化温度，在熔点时熔化非晶体没有一定的熔化温度熔化时温度是否改变晶体在熔化的过程中继续吸热、温度保持在熔点不变非晶体在熔化的过程中继续吸热，温度不断升高图像例1“晶体的熔点与晶体是否纯净有没有关系呢？”为了探究解决这一问题，小科设计了一个实验，将水和少量酒精混合后放入冰箱的冷冻室，每隔2min用温度计测一次温度，他把观察到的现象与测量的温度值记录在下表中：温度/℃420-2-4-6-6-6-6-6-6-8状态液液液液液液液固液固液固液固固固（1）该混合物的凝固点是▲℃。（2）该实验中混合物凝固过程持续的时间是▲。（3）该实验能否解决“晶体的熔点与晶体是否纯净有没有关系”这一问题？▲。（4）下面关于这个实验的说法中不正确的是（▲）A.这个实验表明利用水和酒精的凝固点不同，不能将水和酒精分开B.在水中加人酒精后，凝固点会下降C.从实验数据中可以看到实验所用的混合液的凝固点为-6℃D只要向水中加人了酒精后，凝固点就是-6℃例2下列有关现象或说法中正确的是（▲）A.有两杯水，里面都有未熔化的冰块，放在阴凉处的那杯水温度低于阳光下的那杯水B．0℃的冰比0℃的水对物体的冷却效果好，是因为冰熔化要吸热C.非晶体没有一定的熔化温度，因此非晶体熔化时不需要吸热D.晶体熔化要吸热，凝固要放热，所以晶体的熔点比凝固点高拓展导与练11.如图7-1所示为某晶体的凝固图像，从A到D整个过程是▲（填“吸热”或“放热”）的，BC段物质处于▲状态，温度48℃代表此晶体的▲，CD段物质处于▲状态。图7-12.如图7-2所示是探究冰熔化特点的装置图，该实验中没有使用酒精灯加热的原因是（▲）A.冰在熔化过程中要放出热B.冰的熔点比实验时的气温低许多，冰可以从周围空气吸热C.一部分冰升华放热使其余的冰熔化D.冰可以在任意温度下熔化图7-2重难点剖析2蒸发与沸腾汽化可以分为蒸发和沸腾两种类型。液体沸腾必须满足两个条件：①温度达到沸点；②持续吸热。类型蒸发沸腾相同点都是汽化现象，都要吸收热量不同点发生部位液体表面液体表面及内部温度条件任何温度一定温度（沸点）剧烈程度平和、缓慢剧烈温度变化液体温度降低液体温度不变影响因素①液体温度的高低：②液体表面积的大小：③液体表面空气流动的快慢气压（海拔）；海拔越高，气压越低，沸点越低例3生活中常用碗炖食物，如图7-3所示，碗与锅底不接触，当锅里的水沸腾后，锅中的水（▲）图7-3A.同时沸腾了B.稍后也沸腾了C.温度低于沸点，不会沸腾D.温度达到沸点，但不会沸腾例4在保温桶内有一个放在冰块M上的铝锅，锅内全部是水。把两支质量可靠的温度计a、b插人水中，其中温度计a的玻璃泡与锅底接触，如图7-4所示，则（▲）图7-4A.如果a、b的示数相等，那么它们的示数可能是4℃B.如果a、b的示数相等，那么它们的示数可能是0℃C.a、b的示数不可能相等，且a的示数较小D.因为a接触锅底，所以无法读数拓展导与练21.《扬子晚报》曾报道过一则新闻（标题，液氮泄漏，夏现冬景）如下：本报讯：昨晚，南京市建宁路上一停车场内发生液氮泄漏事故，现场周围“寒气”逼人，车厢挂起冰柱，地面结了厚厚一层冰。昨晚10点左右，建宁路上一家名为”的士”的体闲中心的一名工作人员突然发现停车场第一辆大型槽罐车尾都不断冒出白烟，并且越来越大，他走过去一看，被理现场的情景吓了一跳，只见车尾部开始结冰，车厢下端已经有大约10cm长的冰柱，而液体刚滴到地面上就开的结冰，不久地面上就是一层厚厚的冰。原来，这辆属于南京气体产品公司的槽罐车满载液态氮，车尾部冒出的白烟就是车罐内液态氮发生泄漏的表现。据介绍，氮气具有快速制冷的效果，如果有足够多的液氮，可以在很短的时间内将周围气湿降低到-50℃，情况比较危险......小科是个爱动脑筋的好孩子，阅读了这则新闻后，他提出了下面的问题，你能帮他解答吗？（1）氮气是空气的主要成分，常温常压下是气态，可槽罐车的车罐里怎么会出现液态氮？这样将气体进行液化有何好处？▲。（2）车罐内液氮发生泄漏时为何会冒出“白烟”？▲。（3）根据所学的物理和自然知识，文中似乎有两处不妥，你能指出来并加以改正吗？▲。（4）发生此事时，如果你正好在现场，你打算怎么做？▲。2.如图7-5所示是小科和小甬在科技活动中设计的提纯酒精的装置。请回答下列问题：图7-5（1）提纯的原理是根据酒精和水的▲不同：（2）用水浴法加热的优点是可以▲。（3）此实验中涉及的物态变化先后有▲、▲。重难点剖析3升华与凝华物质由固态直接变成气态的过程叫作升华；物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。升华吸热，凝华放热。例5下列关于物态变化以及吸、放热的说法中，正确的是（▲）A.冰箱里冷冻食物的表面结霜是凝华现象，凝华需要放热B.地球变暖，导致冰川消融是液化现象，液化需要放热C.冬季河水结冰是凝固现象，凝固需要吸热D.夏天装有冷饮的杯子“出汗”是熔化现象，熔化需要吸热拓展导与练3小科看到家中日光灯管的两端各有一圈黑色（如图7-6甲所示），从外面擦怎么也擦不掉，他觉得奇怪，于是向爸爸请教，爸爸让他在一支长试管内装人少量的碘粉，塞上底部悬挂了少量棉线的橡皮塞，用酒精灯慢慢加热，如图乙所示，图7-6（1）加热时小科看到碘粉没有熔化就有紫色的烟雾升起，这是▲过程，需要▲热，同时发现棉线上好像下了紫色的“霜”，这是▲过程。（2）一段时间后，小科看到离试管底一段距离处，出现了一圈紫色的堆积物，这是碘▲而形成的，并且时间越长，堆积越多。由此小科推断日光灯管上的黑圈是▲形成的。（3）经过这个探究，小科明白了高压电线上凝结的厚冰柱（如图丙所示），经过一个无雨、无雪的寒冷夜晚变粗的原因，你认为下列对原因的分析合理的是▲。A.白天温度高，电线和冰柱遇热膨胀B.空气中的水蒸气遇到厚冰柱变成了冰C.空气中的水珠遇到厚冰柱后凝固成冰自主能力检测［考试时间：45分钟满分：100分］一、选择题（本题共20小题，每小题2分，共40分。请选出每小题中一个符合题意的选项，不选、错选均不给分）1.大雪严重影响了民航、铁路和高速公路等交通，如图7-7所示，在遇到这种天气时，为了尽快清除积雪，常用的办法是撒“融雪盐”，这是因为（▲）图7-7A.“融雪盐”与少量水发生化学反应，产生的热量使周围的冰雪熔化B.“融雪盐”产生“保暖层”，使冰雪吸收足够的“地热”而熔化C.“融雪盐”使雪形成”含融雪盐的雪”，“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度，使雪熔化D.“磁雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收，从而加快冰雪的熔化2.我国有句谚语是“下雪不冷化雪冷”，你认为以下几个说法中一定错误的是（▲）A.冷与不冷是将下雪过程中与下雪过后的温度进行对比来说的B.冷气流的北上导致气温降低C.雪的熔化、熔化后水的蒸发以及雪的升华都需要吸热，导致气温降低D.人们感觉的“冷”与“不冷”除与温度有关之外，还受空气湿度的影响3.小科在一空玻璃杯中放入一块冰，并把它放在25℃的房间内，过一段时间后杯中仍有少量的冰没有熔化，则下列说法中正确的是（▲）A．冰的温度为0℃，剩余的冰继续熔化B．冰的温度为0℃，剩余的冰停止熔化C．冰的温度高于0℃，剩余的冰继续熔化D．冰的温度低于0℃，剩余的冰继续熔化4.装水的密闭小瓶放在大烧杯里的水中间（如图7-8所示），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（▲）图7-8A.只有表面的水结冰B.有一半的水结成冰C.全部没有结冰D.已经全部结冰5.容器内盛有水，水上漂浮着一块固态动物脂肪。若对该容器底部缓缓加热，则下列说法中正确的是（▲）A.水温升到一定温度，脂肪开始熔化，在熔化时水温保持不变B.在脂肪熔化过程中，水温仍在升高，但脂肪温度不变C.在脂肪熔化过程中，水和脂肪的温度在升高，直到水沸腾为止D.在水沸腾时，脂肪开始熔化，在熔化时，脂肪和水的温度在升高6.小科在加油站看见两条标语“请熄火加油”“请不要使用打火机”。这样要求是为了防止火花点燃汽油引起火灾。因为在常温下汽油容易（▲）A.汽化B.液化C.凝华D.升华7.甲、乙两个完全相同的玻璃容器内，盛有质量完全相等的水。其中甲容器内的水温为80℃以上，乙容器内的水温在10℃左右。现将两个盛水容器同时放人温度略低于0℃的恒温箱内。关于两个容器内的水完全结成冰所需时间的长短，下列说法中正确的是（▲）A.乙比甲先完成结冰B.甲比乙先完成结冰C.甲、乙同时完成结冰D.以上三种情况都有可能8.关于熔点，以下说法中正确的是（▲）A.固体在一定温度下熔化B.晶体比非晶体的熔点高C.晶体在熔化时温度不变，而非晶体在熔化时温度改变D.不同晶体的熔点跟凝固点相同9.在北方的冬天，汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统的冷却剂，这是由于这种混合液具有（▲）A.较低的沸点B.较高的熔点C.较低的凝固点D.较好的冷却效果10.把-10℃的冰放在0℃的水中后，一起放入0℃的密闭房间内，会发生的现象是（▲）A.一些冰熔化B.冰、水稳定共存C.一些水结冰D.以上说法都有不对11.空气热源型热泵热水器是利用空气作为低温物质，通过介质（工作物质）吸收空气中的热能，再利用热泵技术（类似电冰箱工作原理）消耗少量的电能驱动压缩机，使介质成为高温物质并对冷水进行加热。热泵热水器具有高效节能、不受天气影响等优点，已列入国家推广火炬计划。该种热水器内介质汽化的发生位置和吸、放热情况是（▲）A.在低温物质处，空气从介质中吸热B.在低温物质处，介质从空气中吸热C.在高温物质处，介质从冷水中吸热D.在高温物质处，冷水从介质中吸热12.我国载人神舟飞船返回舱的表面有一层叫作“烧蚀层”的物质（如图7-9所示），可以在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁。烧蚀层能起这种作用，除了它的隔热性能外，还主要由于（▲）图7-9A.它能把热辐射到宇宙空间B.它的硬度大，飞行时不易损坏C.它在汽化时能吸收大量的热D.它的表面非常光滑，能减少舱体与空气的摩擦13.容器里装有水，将烧杯底朝上压入水中，如图7-10所示，在标准大气压下对容器底加热。下列结论正确的是（▲）图7-10A.烧杯内、外的水都不能沸腾B.烧杯内、外的水都能沸腾C.烧杯内、外的水温度相等D.烧杯内的水温高于烧杯外的水温14.将饺子放在水中煮不会变黄变焦，而放在油中煎就会变黄变焦，这说明（▲）A.油的沸点比水高B.油的密度比水大C.油的导热性比水好D.油的保温性比水好15.在制药工艺中，为从溶液中提取抗生素，可用加热的方法使溶液沸腾而除去水分，但抗生素不能在超过80℃的条件下提取。为了尽快除去水分，可采取的办法是（▲）A.用很小的火缓慢加热B.用猛烈的火加热，尽量减少加热时间C.使液面上方的气压适当超过标准大气压D.使液面上方的气压适当低于标准大气压16.下表是标准大气压下各种液体的沸点，将常温下盛有表中某种液体的试管乙放入盛有水的烧杯甲中，在标准大气压下用酒精灯给烧杯加热，如图7-11所示，烧杯中水沸腾时，试管中液体也在沸腾，则试管内盛的液体是（▲）液体液态氮酒精水亚麻油沸点／℃-195.878100287图7-11A.液态氮B.酒精C.水D.亚麻油17.关于热现象，下列说法中正确的是（▲）A.干冰给食品保鲜，利用了干冰熔化吸热B.把酒精擦在手背上，手背感觉到凉爽，是由于酒精汽化放热C.一瓶水在冰箱中冷冻后，取出放一会儿，表面会变湿，是由于水蒸气液化D.北方的冬天，为了保存蔬菜，在菜窖里放几桶水，利用了水凝华放热18.给一定质量的水加热，其温度随时间变化的关系如图7-12中的a图线所示。若其他条件不变，仅将水的质量增加，则温度随时间变化的图线应该是（▲）图7-12A.aB.bC.cD.d19.如图7-13所示，甲、乙两烧杯中分别盛有冰块和热水，其上方都盖有一块玻璃板，过一会儿将能看到（▲）图7-13A.甲、乙两烧杯上的玻璃板内侧都有小水珠B.甲、乙两烧杯上的玻璃板外侧都有小水珠C.甲烧杯上玻璃板外侧和乙烧杯上玻璃板内侧有小水珠D.甲烧杯上玻璃板内侧和乙烧杯上玻璃板外侧有小水珠20．将烧瓶内的水加热至沸腾后移去火焰，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水（如图7-14所示），你会观察到烧瓶内的水又沸腾起来。针对这一现象，下列说法中正确的是（▲）图7-14A.沸腾过程不需要吸热B.沸腾过程中吸热，温度升高C.两次沸腾时，瓶内气体压强相同D.第二次沸腾时比第一次沸腾时，瓶内水的沸点低二、填空题（本题共6小题，每空1分，共24分）21.如图7-15所示是锡的熔化和凝固的图像，根据图像回答：图7-15（1）锡的熔点是▲，凝固点是▲。（2）在BC段，锡处于▲状态。（3）锡的熔化用了▲min，它在熔化过程中要▲热，但温度▲。（4）锡在6min到7.7min这段时间内处于▲状态。22.小科在做“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的图像如图7-16所示。由图像可知：图7-16（1）水的沸点是▲℃，这说明当时水面上方的气压▲（填“大于”“小于”或“等于”）标准大气压。（2）做上述实验时环境温度（即室温）应在▲℃左右。（3）水沸腾时的特点是▲。23.分析下列现象各属于什么物态变化。（1）倒在地上的水慢慢消失：▲。（2）当冰棒从冰箱中取出时会冒“白气”：▲。（3）夏天夜里，会在树枝上形成小水珠：▲。（4）铁水浇铸机器零件：▲。24．如图7-17所示是电冰箱工作原理图。电冰箱工作原理是利用了一种叫氟利昂的物质作为热的“搬运工”，把冰箱冷冻室里的“热”搬运到冰箱外边。氟利昂是一种既容易▲，又容易▲（均填物态变化的名称）的物质。工作时，电动压缩机将氟利昂蒸气压缩并把它压人冰箱的冷凝器里，在这里蒸气变成液体并▲（填“吸热”或“放热”）。这些热被周围空气带走。图7-1725.小科同学看到在沸腾的油锅中取铁球的表演后，得知锅中的“油”是由油和醋组成的混合液体，油的沸点为287℃，醋的沸点只有60℃，当温度达到▲℃时液体就沸腾了，继续加热，液体的温度▲（填”会”或“不会”）升高，表演时铁球的温度不可能超过▲℃，只有当▲时，继续加热，液体温度才会升高。26.如图7-18甲所示，在试管中放入一些干冰，再将气球紧套在试管口，过一会气球会鼓起来，原因是干冰▲；放置一段时间后，试管底部外壁出现了白霜，如图乙所示，这是由于干冰发生上述变化时需要吸热，使试管底部温度降低，从而导致外壁上有▲成霜。甲乙图7-18三、实验探究题（本题共5小题，第27小题7分，第28小题6分，第29小题8分，第30小题5分，第31小题10分，共36分）27.在“观察水沸腾”的实验中：ab甲乙丙图7-19（1）请你指出图7-19甲所示实验操作的错误之处：▲。（2）改正错误后，继续实验。当水温升高到90℃时，每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾后再持续几分钟为止。部分数据记录如下表：时间／min012345678温度／℃9092969898989898①第2mim时温度计示数如图乙所示，此时水的温度是▲℃。②图丙▲（填“a”或“b”）是水在沸腾时的情况，由表中数据可知：此时水的沸点为▲℃。（3）水在沸腾过程中，温度将▲（填“升高”“降低”或“不变”），并看到有“白气”不断从烧杯中冒出，这些“白气”是由于水蒸气▲（填物态变化名称）▲（填“吸”或“放”）热而产生的。28.在做“观察水沸腾”的实验时：图7-20（1）A组同学用的是如图7-20甲所示装置，他们测出的水温将偏▲（填“高”或“低”）。（2）图乙是B组同学在实验中观察到某时刻温度计的示数，此时水的温度是▲℃。（3）B、C两组同学虽然选用的实验装置相同，但将水加热到沸腾用的时间不同，他们绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示。分析图像可知：水的沸点是▲℃，当时的大气压▲（填”＜”“＞”或“＝”）标准大气压；B、C组同学得到b、c两种不同图像的原因可能是水的▲不同。（4）实验中为了减少从开始加热到沸腾所用的时间，可以采取的措施是▲（写出一种即可）。29.如图7-21所示，在甲和乙两个相同试管中分别装入质量和初温相同的水，然后将烧瓶中沸腾时产生的水蒸气直接通入试管甲的水中，水蒸气在甲中几乎全部液化。待甲中的水面上升一段高度后，停止通入水蒸气。