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第4章 物质的特性
第5节 熔化与凝固
学习目标
1.知道晶体和非晶体在熔化和凝固时的特点不同，能说出几种典型的晶体和非晶体。
2.掌握晶体熔化和凝固的规律，理解晶体的熔点和凝固点的意义。
3.能作出晶体、非晶体的熔化和凝固图像，并能根据图像叙述晶体和非晶体熔
化的特点。
知识点1 物质的物态变化
1.物质常见的三种状态
自然界中物质通常以固态、液态、气态三种状态存在。
（1）呈固态的物质，如常温下的钢铁、石块等，一般称之为固体；
（2）呈液态的物质，如常温下的水、煤油等，一般称之为液体；
（3）呈气态的物质，如常温下的氧气、水蒸气等，一般称之为气体。
2.实验探究：水的三种状态
实验器材 加热器、水壶、钢勺、水杯、冰等
实验 步骤 （1）将适量碎冰放入水壶中；
（2）用加热器给水壶加热，待水沸腾后，戴上手套，拿着长柄钢勺靠近壶嘴，钢勺底部放一水杯，如图所示，观察出现的现象；
（3）把水放入冰箱的冷冻室中，过1小时，观察水的变化
实验现象 在加热过程中，冰变成了水，水又变成了水蒸气，从壶嘴冒出的水蒸气遇到温度较低的钢勺又变成了水。将水放入冰箱的冷冻室中，水结成了冰。上述循环过程可用下图表示：
探究归纳 水有三种状态，分别是固态、液态和气态。在一定条件下，水的这三种状态可以相互转化
3.物态变化
物质状态的变化，即物质常见的三种状态之间的相互转化。随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化，我们把物质从一种状态变成另一种状态的现象叫做物态变化。
4.熔化与凝固的概念
（1）熔化：物质从固态变成液态的过程，如冰变成水，铁块在高温下变成铁水等，都属于熔化现象。
（2）凝固：物质从液态变成固态的过程，如水结成冰，铁水遇冷变成铁块或铁片等，都属于凝固现象。
辨析比较
熔化、溶化和融化的区别
1.熔化是指物质从固态变成液态的过程，熔化时要吸收热量，所以用火字旁“熔”。例如，给糖块加热，糖块熔化成糖浆。
2.溶化是指固态物质在液体中分散开来，最后变成液态的混合物的现象，要发生溶化必须有液体，所以用三点水旁“溶”。例如，食盐溶于水,形成盐水。
3.融化特指冰、雪、霜等受热后化成水，多用于文学作品中。
典例1 下列说法中错误的是 ( )
A.物质的三种状态在一定条件下是可以相互转化的
B.将一块冰放在热水中，一会儿冰不见了，是熔化现象
C.白糖放入水中，过一会儿糖不见了，是熔化现象
D.冬天，河面的水结成冰，是凝固现象
C
[解析] 白糖放入水中，过一会儿糖不见了，是白糖在水中溶解了，不是熔化现象，C符合题意。
知识点2海波和松香的熔化规律 重难点
1.探究海波和松香的熔化规律
探究目的 不同物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律及物质的状态变化
实验器材 铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、水、海波、松香、钟表、火柴
设计实验和实验过程 (1)将海波装进小试管，并在小试管中插入温度计，如图所示。
将小试管放入盛有水的烧杯里，缓慢加热，观察海波状态的变
化。从温度达到时开始，每隔 记录一次温度，直到
海波全部熔化后再记录
（2）改用松香做实验，重复上述过程
注意 （1）为了使固体受热均匀，试管应选择较细的，且装入的海波和松香不要太多，同时应用酒精灯缓慢加热。 （2）实验时，海波和松香应适量，目的是避免加热时间过短或过长，影响实验效果。
数据记录
数据处理 以纵轴表示温度，横轴表示
时间，根据表中的数据用描
点法画出海波和松香的熔化
图像，如图所示
注意 记录温度时间间隔
不要太长，否则可能记录
不到温度不变的过程。
实验现象及分析 海波受热温度逐渐升高,当温度达到 时开始熔化,继续加热,温度保持不变,由固态变成固、液共存态,直至全部熔化后,温度又开始上升。说明海波要达到一定温度 才开始熔化，且熔化过程中温度不变。松香受热过程中,温度持续上升,固体由硬变软、变稀,最后变成液体。说明松香没有一定的熔化温度，且熔化过程中温度不断上升
探究结论 由实验探究可知,一部分固体物质（如海波）熔化时温度不变,需要不断吸热，熔化过程中处于固、液共存态。一部分固体物质（如松香）熔化时温度不断升高,需要吸热,是一个逐渐变软再变稀的过程
续表
特别提醒
（1）安装器材时，为保证用酒精灯外焰加热,应按照自下而上的顺序。
（2）实验时，温度计的玻璃泡要与被测物质充分接触，但不能触碰试管壁、试管底。
（3）酒精灯的使用：①不能用一只酒精灯去引燃另一只酒精灯；②用外焰加热； ③用完酒精灯后用灯帽盖灭（不能用嘴吹灭）。
（4）让海波、松香均匀受热的三种措施：①采用水浴法加热；②在加热过程中用搅拌器不断搅拌;③将物质研碎。
典例2 小明同学利用质量相同的海波和松香进行了固体熔化过程的实验探究，在加热条件相同的情况下，小明测出多组数据，并绘制出了海波和松香熔化时的温度—时间图像，如图所示。
（1） 在海波和松香熔化的过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，它们停止熔化。将试管放回烧杯中后，又继续熔化，说明固体熔化时需要________。
吸热
（2） 在第 时海波处于____________（选填“固”“液”或“固液共存”）态。
固液共存
[解析] 由图像可知，在第 时，海波正在熔化，所以海波处于固液共存态。
（3） 如果让你自己做实验，探究海波和松香熔化时温度的变化规律，你在实验中会注意哪些问题呢？请你写出一条注意事项：__________________________________。
可以将固体研碎，使固体受热均匀
[解析] 此实验中，海波和松香都是固体，为使实验现象更加明显，可以将固体研碎，使固体受热均匀，便于得到结论。
2.液体凝固时的规律
（1）对液态海波停止加热,海波温度不断降低,降低到 时温度保持不变,海波开始凝固,直到全部变为固态,温度才继续下降。
（2）对液态松香停止加热,松香的温度不断降低,先由稀变稠,最后变为固态。
凝固是熔化的逆过程,会向外界放出热量,一部分液态物质（如海波）凝固时温度保持不变,一部分液态物质（如松香）凝固时温度持续下降。
知识点3晶体与非晶体熔化和凝固的特点 重点
1.晶体与非晶体
分类 概念 特点 举例
晶体 像海波那样,在熔化时具有一定熔化温度的固体叫做晶体 熔化过程中需要不断吸热,但温度保持不变 海波、食盐、冰、明矾、石膏、各种金属等
非晶体 像松香那样,在熔化时没有一定熔化温度的固体叫做非晶体 熔化过程中需要不断吸热,同时温度不断升高 松香、石蜡、蜂蜡、玻璃、橡胶、塑料等
2.熔点和凝固点
(1) 熔点:晶体熔化时的温度叫做熔点。
（2）凝固点：液态晶体在凝固过程中温度保持不变,这个温度叫做晶体的凝固点。
（3）晶体都有熔点和凝固点,非晶体没有熔点和凝固点。
（4）同一晶体的熔点和凝固点相同；不同晶体的熔点和凝固点一般不同。
3.（1）晶体熔化与凝固的条件
晶体熔化的条件：①温度达到熔点；②继续吸热。
晶体凝固的条件：①温度达到凝固点；②继续放热。
（2）熔化、凝固的应用
①用 的冰冷却饮料比用 的水效果好，是因为 的冰熔化为 的水要吸热。
②夏天吃雪糕感觉凉快，是因为雪糕与凉水相比，要从人体吸收更多的热。
③北方的冬天，为了很好地保存蔬菜，人们通常在菜窖内放几桶水，这是因为水结冰时放热使菜窖内的温度不会太低。
4.晶体与非晶体的区别
晶体具有熔点和凝固点。非晶体没有熔点和凝固点。
5.晶体与非晶体的图像特点
类别 熔化图像 凝固图像
图像
5.晶体与非晶体的图像特点
类别 熔化图像 凝固图像
分析 ①如图甲所示为晶体的熔化图像。AB段所对应的时间内物质是固态,吸热升温;在B点时，物质开始熔化,到C点熔化结束;BC段表示熔化过程,物质处于固液共存态，温度保持不变;CD段所对应的时间内物质是液态,吸热升温。 ②如图乙所示为非晶体的熔化图像。由图像可知:非晶体在熔化过程中不断吸热，温度不断上升 ①如图甲所示为晶体的凝固图像。EF段所对应的时间内物质是液态，放热降温;在F点时,物质开始凝固，到G点凝固结束;FG段表示凝固过程,物质处于固液共存态，温度保持不变;GH段所对应的时间内物质是固态，放热降温。
②如图乙所示为非晶体的凝固图像。由图像可知:非晶体在凝固过程中不断放热，温度不断降低
续表
辨析比较
晶体和非晶体熔化、凝固的异同
晶体 非晶体 熔化 凝固 熔化 凝固
不同点 图像
熔点与凝固点 有熔点 有凝固点 没有熔点 没有凝固点
晶体 非晶体 熔化 凝固 熔化 凝固
不同点 温度变化 吸收热量，温度不变 放出热量，温度不变 吸收热量，温度升高 放出热量，温度降低
条件 温度达到熔点，继续吸热 温度达到凝固点，继续放热 吸收热量 放出热量
特征 熔化时，固液共存，温度不变 凝固时，固液共存，温度不变 先变软，再变稀 先变稠，再变硬
相同点 熔化吸热，凝固放热 续表
典例3 如图所示是海波的熔化图像，请回答下列问题。
（1） 段海波是______态，这段过程中海波吸收热量，温度________。
固
升高
（2） 段海波是______________态，这段过程中海波吸收热量，温度________。
固、液共存
不变
（3） 段海波是______态，这段过程中海波吸收热量，温度________。
液
升高
（4） 海波熔化持续了_____ 。
4
（5） 海波的熔点是______ ，由此可判断海波是________（选填“晶体”或“非晶体”）。
48
晶体
[解析] 熔化图像的横轴表示加热时间，其实质是表示吸收热量的多少，时间越长，吸热越多。图像中的纵轴表示物体温度的高低。图像中的 段，海波吸收热量，温度不断升高，说明海波还没有开始熔化，仍是固态; 段，加热了 ,但海波的温度并没有升高，说明海波正处在熔化状态，此时是固、液共存态； 段，随着加热时间的延长，海波温度又开始升高，此时海波是液态。
题型1 生活中的熔化与凝固现象
典例4 民间艺人制作“糖画”时，先将白糖________（填物态变化名称）成糖浆，用勺舀起糖浆在光滑的大理石板上绘制蝴蝶、鱼等图案，等石板上的糖浆________（填物态变化名称）后就成了栩栩如生的“ ”。
熔化
凝固
[解析] 让白糖变成糖浆，由固态变为液态，属于熔化现象；让糖浆变成蝴蝶、鱼等“糖画”，由液态变为固态，属于凝固现象。
思路点拨
确定物态变化的步骤
（1）从题中找出相关的现象或条件；
（2）明确研究对象变化前的状态和最终状态；
（3）结合熔化、凝固的概念，确定物态变化种类。
题型2 晶体与非晶体的判断
典例5 下列各组物质中，全部都是晶体的一组是( )
A.石英、玻璃、金属 B.冰、食盐、金属
C.松香、水晶、金属 D.海波、金刚石、沥青
B
[解析] 对照常见的晶体和非晶体可知，A项中的玻璃、C项中的松香、D项中的沥青都是非晶体,而B项中的冰、食盐、金属都是晶体。
方法点拨
记住常见的晶体和非晶体可快速解答此题。冰、萘、石英、海波、金刚石、食盐以及金属都是常见的晶体；而玻璃、松香、石蜡、沥青等是常见的非晶体。
题型3 物质熔化与凝固的规律
角度1 物质熔化和凝固的实验探究
典例6 小明用如图甲所示的实验装置探究“某固体熔化时温度的变化规律”。
（1） 安装实验装置时，小明应按照____________（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。
自下而上
（2） 实验中宜用____________（选填“较大颗粒”或“微小颗粒”）的固体，用“水浴法”加热的目的是__________________。
微小颗粒
使物质受热均匀
（3） 加热过程中某一时刻温度计的示数如图乙所示，读数为______ 。
36
（4） 根据实验数据，绘出的熔化图像如图丙所示。由图像可知，此固体是________（选填“晶体”或“非晶体”），在熔化过程中不断吸热，温度________（选填“升高”“降低”或“不变”）， 段物质是______态。
晶体
不变
液
[解析] 由图丙知，该固体在熔化过程中温度不变，所以该固体为晶体；该固体在C点时，熔化完毕， 段该物质处于液态。
思路点拨
让物质均匀受热的方法：研碎物质；水浴加热；不断搅拌。
方法点拨
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）从熔化过程中的现象来判断。晶体熔化过程：固态 固液共存态→液态；非晶体熔化过程：固态→软→稀→液态。
（3）从熔化（或凝固）图像来判断。观察图像中是否存在一段平行于时间轴的线段，有则为晶体，没有则为非晶体。
角度2 物质熔化和凝固的图像
典例7 在实验室进行海波熔化的实验，每隔 记录一次温度，所得温度随时间变化的情况如图所示，请回答：
（1） 海波从______ 开始加热，最高温度达到______ 。
20
80
[解析] 由图像可知，海波从 开始加热，加热
，温度达到 时，开始熔化，当加热到第
时熔化完毕；继续加热，温度上升，到第
时，温度达到 。
（2） 海波吸热过程经历______ 。
12
[解析] 海波吸热的过程经历 。
（3） 海波熔化过程经历_____ ，熔点为______ 。
4
48
[解析] 海波从第 时开始熔化，到第 时熔化完毕，熔化过程经历了 ，此过程吸收热量，温度保持 不变，因此海波的熔点为 。
（4） 从图像中可以看出海波属于________（选填“晶体”或“非晶体”），因为______________。
晶体
海波有熔点
[解析] 海波有熔点，所以海波是晶体。
方法点拨
熔化、凝固图像的分析策略
易错警示
晶体熔化的时间是指晶体的温度刚达到熔点到熔化刚好结束所需的时间。晶体不是一加热就开始熔化，而是在温度达到熔点后才开始熔化。
角度3 物质熔化和凝固特点的运用
典例8 表格中有几种常见物质的熔点，观察并回答下列问题。
物质名称 固态水银 固态酒精 固态煤油 铜 钢
熔点 -39 -117 -30 1 083 1 300
（1） 酒精在 时是______态,在 时是______态。
液
固
[解析] 同种物质的熔点、凝固点相同，由表中数据可知，固态酒精的熔点是 ，故酒精在 时是液态，在 时是固态。
（2） 铜块掉入钢水中______（选填“会”或“不会”）熔化。
会
[解析] 钢的熔点是 ，故钢水温度大于或等于 ，因铜的熔点是 ，在 时是液态，故铜块掉入钢水中会熔化。
（3） 我国首次赴南极考察的考察队于1984年11月20日从上海启
程,历时约三个月,横跨太平洋,穿越南北半球,航程二万六千多海里,在南极洲南部的乔治岛,建立了我国第一个南极科学考察基地——中国南极长城站。南极平均气温为 ,最低气温达 。在那里用的液体温度计应选( )
A.水银温度计 B.煤油温度计 C.酒精温度计 D.三种温度计均可
C
[解析] 由表中数据可知，当温度达 时，酒精为液体，所以应选用酒精温度计。
方法点拨
解答有关熔点的问题时一般用比较法进行分析。将有关物质的某种现象发生的温度与该物质的熔点进行比较，再判断相应现象能否发生。
易错警示
液体温度计中的测温物质的凝固点决定了可测量的最低温度。

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