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第 3 章 物质的特性
【知识结构】
【考点清单】
一、质量和密度
1.质量
（1）物体含有物质的多少叫作质量，通常用字母 m 表示。
（2）质量的基本单位是千克，符号是 kg。常用的比千克大的单位有吨(t)比千克小的单位有克(g)、毫克(mg)等。它们之间的关系是：1t=1000kg；1kg=1000g；1g=1000mg
（3）质量是物体本身的一种属性。物体的质量不随它的位置、形状、温度或状态等的改变而改变物体质量大小取决于该物体所含物质的多少。
2.质量的测量
（1）测量工具：案秤、磅秤、电子秤等，实验室常用托盘天平和物理天平。
（2）天平构造：左盘、右盘、平衡螺母、游码、底座、分度盘、指针、横梁标尺、砝码及砝码盒、镊子。
平衡螺母：用来调节天平横梁的平衡。
指针和分度盘：判断天平是否平衡，可以根据指针在分度盘上左右摇摆幅度是否相等来判断，不必等到指针完全停止摆动，只要摆动幅度相同即可。
（3）使用步骤
放：把天平放在水平面上易于操作的地方；
拨：用镊子把游码拨到横梁标尺左端的“0 ”刻度线处；
调：调节横梁两端的平衡螺母，使横梁平衡——指针指在分度盘中央的刻度线，或指针在中央刻度线左右摆动幅度相等；
测：将被测物体放在左盘，估测物体质量，在右盘按从大到小的顺序添加砝码（先大后小），并调节游码，直到天平恢复平衡；
读：所测物体质量=右盘中砝码总质量+游码读数；
收：称量完毕，把砝码放入砝码盒内，游码归零。
（4）注意事项：
①被测物体的质量不能超过天平的称量——所能测的最大质量；
②不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏。向托盘中加减砝码时要用镊子；
③托盘应保持干燥、清洁,不能把潮湿的物体和化学药品直接放在天平盘中；
④天平一旦调节平衡就不能再移动位置，否则应重新调节；
⑤移动游码相当于向右盘添加小砝码，游码的示数与右盘中砝码总质量相加等于物体质量,即左盘物体的质量＝右盘中砝码总质量＋游码读数；
⑥对游码读数时应以游码左侧为标准。
（5）误差分析
测量值偏大的原因：砝码磨损、砝码比标准量小，读数是指针偏右。
测量值偏小的原因：砝码生锈、沾上灰尘或水，读数时指针偏左。在用天平测量时，如果开始没有调平，指针偏右，会造成测量值偏小，指针偏左，会造成测量值偏大。
若物体错放在了右盘，则物体质量=左盘所放砝码总质量-游码所示刻度值
（6）测量质量的特殊方法
①累计法：用于测微小物体（物体规格相同）的质量。
②取样法：可用于测较大物体（规格一致）的质量。
3.密度
（1）概念：在科学上，把某种物质组成的物体的质量与它的体积的比叫作这种物质的密度。
（2）公式：密度 = 体积 (质量) ，P m= ρV，v
（3）单位：kg/m3 ，g/cm3 ，1g/cm3=1000kg/m3
（4）物理意义：密度也是物质的一种特性，反映了物质组成的紧密程度。
（5）正确理解密度公式
①P 是密度的计算式，而不是决定式，密度取决于物质的种类、状态等，不能认为物质的密度与质量成正比、与体积成反比。
②不同物质的密度一般不同，但密度相同的物质不一定是同种物质。
③物质的密度受物态变化和温度的影响，当物质在固态、液态和气态之间转换时,质量不变,体积会发生改变,从而引起密度的变化；当温度变化时,虽然质量不受影响,但体积要发生变化(如热胀冷缩),从而引起密度的变化。
（6）密度的测量
实验原理：P =
测量固体的密度（石块）
①用天平测出石块的质量m
②向量筒中倒入适量的水，记下刻度值 V1
③用细线将小石块拴住，缓缓放入量筒中的水里，并使之完全浸入，记下水面刻度值 V2
④计算密度 ρ =m/（V2-V1）
测液体的密度（盐水）
①将适量盐水倒入玻璃杯，用天平测出玻璃杯和盐水的质量m1
②将玻璃杯中的盐水倒入量筒中一部分，测出玻璃杯和剩余盐水的质量m2
③读出量筒中盐水的体积 V
④计算密度 ρ = (m1-m2)/v或①量筒量出液体的体积为 V
②用天平称出空烧杯的质量为 M1
③把液体倒入空烧杯中，称的总质量为 M2
④计算液体密度 ρ =（M2- M1 ）/V
二、物态变化
1.物质的三态
（1）物质能呈现出固态、液态、气态三种不同的状态。
①固体：构成固体的粒子排列非常紧密，每个粒子都处在某一固定位置上，所以固体具有固定的形状和体积。构成固体的粒子并不是静止的，它们会在小范围内振动。
②液体：液体具有一定的体积，但没有一定的形状。液体的形状由盛放它的容器形状决定。构成液体的粒子也是紧密地排列着，但这些粒子可以移动。
③气体：气体很容易改变体积，构成气体的每一个粒子都会向各个方向运动，气体中的粒子可以到达容器中的任何位置，能充满提供给它们的所有空间。因此气体没有一定的形状和体积。
（2）晶体和非晶体
①晶体：有些固体中的粒子以整齐、有规则的方式排列着，这类固体称为晶体例如食盐、冰糖、雪花等都是品体。
②非晶体：有些固体中的粒子没有规则地排列着这类固体称为非晶体，例如塑料、橡胶、玻璃等都是非晶体。
2.热与热量
（1）热量：科学上,物体吸收或放出热的多少叫作热量。
用符号 Q 表示。热量的单位是焦耳，简称焦，符号是 J。它是为纪念英国科学家焦耳而命名的。焦耳是一个比较小的热量单位，更大的热量单位是千焦，符号为kJ。
（2）热能：通过接触使温度高的热水放出能而降低温度，温度低的冷水吸收能而升高温度，这些放出或吸收的能即是热能。
（3）热平衡：实验中热水的温度逐渐下降，冷水的温度逐渐上升，最后两者的温度相等，此时称热水与冷水达成热平衡。用温度计测量温度时，把温度计的玻璃泡浸入待测物体中，待液柱稳定后读数，这时，温度计的玻璃泡与待测物体达成了热平衡。
（4）热量与温度：一定质量的某种物质，温度升高的多少跟吸收热量的多少有关。吸收的热量越多，温度升高越多。反之，一定质量的某种物质，放出的热量越多，温度降低越多。
（5）热量与质量：物体温度升高时吸收热量的多少，不但跟温度升高的多少有关，还跟质量的大小有关。物体升高一定的温度，质量越大，吸收的热量越多。反之，物体降低一定的温度,质量越大，放出的热量越多。
（6）酒精灯
①点燃与熄灭：使用火柴或点火枪，严禁用另一盏酒精灯对点（易倾倒引发事故）。用灯帽盖灭火焰，盖两次（第一次隔绝氧气，第二次确保完全熄灭）。
禁止吹灭：吹气可能导致火焰回流至灯内引发爆炸。
②酒精量：酒精量应控制在灯体容积的 1/3～2/3 之间。过少则灯体内酒精蒸气浓度过高，点燃时可能引发爆燃。过多则酒精受热膨胀易溢出，引发火灾。
③禁止燃着时添加酒精：燃烧时添加酒精可能引燃灯内蒸气，导致爆燃。
④加热操作规范：用外焰加热（外焰温度最高，其次是内焰，焰心温度最低，可用火柴横放在火焰中验证）。容器底部与火焰高度保持 1-3cm，避免直接接触灯芯。禁止加热密闭容器（可能因压力骤增爆炸）。
⑤意外处理预案：湿布覆盖或使用灭火沙。
（7）用试管加热液体
①液体量控制：不超过试管容积的 1/3，避免液体沸腾时喷溅或溢出。
②试管夹持：用试管夹夹在试管中上部（距管口约 1/3 处）。
③预热处理：先对试管整体均匀预热（来回移动试管），再集中加热液体部位，防止冷热不均炸裂。
④加热角度：试管与桌面保持45 °~60 °倾斜，增大受热面积，同时避免液体沸腾时直冲管口。试管口禁止对人：防止液体喷溅或蒸汽灼伤。
⑤用酒精灯外焰加热（温度最高），保持试管底部位于火焰中上部，避免接触灯芯。禁止直接加热试管底部中心：应不断移动试管，使液体均匀受热。
⑥清洗要求：待试管冷却至室温后再清洗，防止温差过大导致破裂。
3.熔化与凝固
（1）物态变化：物质会在固态、液态、气态三种状态之间变化，这种变化叫作物态变化。
（2）熔化与凝固
物质从固态变成液态的过程叫作熔化，熔化吸热。从液态变成固态的过程叫作凝固，凝固放热。
（3）晶体与非晶体
种类 概念 举例
晶体 在熔化时具有一定的熔化温度，这类 固体叫做晶体。 明矾、石膏、水晶、冰、萘、海波、食盐、 各种金属等。
非晶体 在熔化时没有一定的熔化温度，这类 固体叫做非晶体。 松香、玻璃、沥青、橡胶、塑料、石蜡、 蜂蜡等。
（4）熔点和凝固点
①熔点：晶体熔化时的温度叫做熔点。不同晶体的熔点不同，熔点是物质的一种特性，非晶体没有熔点。
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。非晶体没有凝固点。
注意：同一种物质的熔点和凝固点相同。
（5）晶体和非晶体的熔化（凝固）过程
项目 晶体 非晶体
相同点 熔化过程吸热，凝固过程放热
不 同 点 熔点（凝固点） 有 无
温度变 熔化或凝固过程中温度不变，持续 熔化过程中温度一直上升，持续吸热；
化及热 量变化 吸热或放热 凝固过程中温度一直下降，持续放热
图像
（6）晶体熔化和凝固的条件
熔化条件：①温度达到熔点；②持续吸热。（如将 0℃的冰放入 0℃的水中，不能持续吸热，冰不能熔化）
凝固条件：①温度达到凝固点；②持续放热。
4.汽化和液化
（1）汽化和液化
物质从液态变为气态的过程叫作汽化，汽化吸热，从气态变为液态的过程叫作液化，液化放热。
（2）汽化的方式：蒸发
①在任何温度下都能进行的汽化现象叫做蒸发。
②蒸发的微观实质：分子在不停的做无规则运动，表面的分子更容易克服其他分子的引力进入空气中。
③发生场所和条件：液体表面；任何温度。
④影响蒸发快慢的因素：液体蒸发的快慢跟液体的表面积、温度以及液体表面空气流动的快慢等因素有关。液体表面积越大，温度越高，液体表面空气流动越快，液体蒸发就越快。
⑤液体蒸发时，需要吸收热量，从而导致自身和周围物体的温度降低。
（3）汽化的方式：沸腾
①沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
②沸腾的微观实质：液体沸腾时，不但处于液面速度较大的分子要脱离液体表面跑到空气中，而且处于液体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱离气泡壁跑到气泡中。
③发生场所和条件：液体内部及表面；温度达到沸点且持续吸热（同时满足）。
④沸腾的特点：液体沸腾需要吸热，但温度保持不变。
沸腾是在一定温度下、在液体的表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。
⑤沸点：液体沸腾时的温度叫做沸点。沸点也是物质的一种特性。不同的液体沸点不同。
⑥水加热过程的现象分析：水在加热过程中的现象：沸腾之前，水的温度不断上升，并有气泡产生，这时的气泡中主要是空气，在上升的过程中逐渐变小，并有响声出现且逐渐增大。达到一定温度时，开始沸腾，这时水底会产生大量的气泡，上升变大，到水面破裂，把里面的水蒸汽释放出来，虽然继续吸热，但温度保持不变。
（4）液化方式：降低温度；压缩体积。
（5）液化的理解：所有气体在温度降到足够低时都能够液化；
有的气体单靠压缩体积不能使它液化，必须同时使它降低到一定温度，例如氮气；
雾、露、“白气 ”“冒气 ”等，通常是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的。要特别注意,“ 白气 ”是小水珠而不是水蒸气。
5.升华和凝华
（1）物体从固态直接变成气态的过程叫作升华，升华吸热；从气态直接变成固态的过程叫作凝华，凝华放热。
（2）实质：升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程；凝华是气体分子碰到固态物质的表面,并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
（3）制造舞台烟雾：舞台上利用干冰升华从空气中吸热，空气中的水蒸气遇到冷的空气液化形成小水珠形成“烟雾 ”。
人工降雨：用干冰升华吸热来进行人工降雨。
（4）物态变化
（5）几种常见自然现象的解释：云、雪、雨、雾、露、霜
说明：它们基本上都是空气中水蒸汽形成的
云、雪、雨在高空；雾在低空；露、霜在地面。
云：水蒸气上升至高空温度降低后液化成小水滴，小水滴聚集成云。
雨：云中的小水珠越积越大，最后从天空落下来就形成了雨。
雪：高空的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶或小水珠凝固而成的小冰晶从空中落下来就是雪。
露：夜间空气中水蒸气在气温较低时液化在植物体和其他物体的表面形成露。
雾：无风时，暖湿气流（水气）在地面附近遇冷 液化成小水珠，形成雾。
霜：寒冷的冬天，地表附近的水蒸气在夜间遇到温度很低的地表物体和植物时凝华成霜。
三、物质的变化与性质
1.物质的变化
（1）物理变化与化学变化的概念
在物质的变化中，有些变化不会产生新的物质，我们称为物理变化；有些变化会产生新的物质，我们称为化学变化。
（2）物理变化和化学变化的区别与联系
分类 物理变化 化学变化
粒子 变化 构成物质的粒子本身没有改变 构成物质的粒子发生改变
本质 区别 宏观：变化时是否有新物质生成 微观：构成物质的粒子是否发生变化
伴随 物质的外形、状态等发生 能量变化、发光、放热、颜色改变、生成气体、产生沉
现象 改变 淀等
联系 化学变化过程中通常伴随物理变化，但物质发生物理变化时却不一定发生化学变 化。
化学变化的实质是构成物质分子的原子重新进行组合，形成新的分子的过程。
注意：化学变化常伴有发光、发热等现象，但有发光、发热现象的变化不一定是化学变化，如灯泡通电发光、发热，是物理变化。
2.物质的性质
（1）物理性质和化学性质
分类 物理性质 化学性质
概念 物质不需要发生化学变化就表现出来的性质称为物 理性质 物质在化学变化中表现出来的性质称为化学性质
性质的确定 由感觉器官直接感知或通过仪器测知 通过化学变化可知
常见性 颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、溶解性、 可燃性、还原性、氧化性、
质 挥发性、延展性、导电性、导热性、磁性等 稳定性、酸性、碱性等
（2）物质性质和变化的区别与联系
①区别：物质的变化是一个过程，而物质的性质是物质本身固有的属性，包括物理性质和化学性质，其中物理性质可以通过感觉器官直接感知或通过仪器测定，而化学性质必须通过化学变化表现出来。物质的变化与物质的性质可通过关键性的字词加以区分，在描述物质的性质时,常用“能 ”“会 ”“可以 ”“容易 ”“具有 ”等字词，描述物质的变化时，多用“变成了 ”“生成了 ”等词语。
②联系：物质的性质决定物质的变化，物质的变化体现物质的性质。
（3）物质的结构、性质与用途
物质的结构决定其性质，物质的性质决定其用途，如酒精具有可燃性可用作燃料，石墨硬度小可制造铅笔芯，铜具有导电性可用作导线等。
3.温度对物质性质的影响
（1）当温度改变时，物质会发生物理变化，如物质的状态、密度等发生变化。
（2）当温度改变时，物质也可能发生化学变化。如硫酸铜晶体加热失水变为无水硫酸铜，蓝色固体变为白色固体。加水后无水硫酸铜由和水反应生成蓝色的硫酸铜晶体。
4.探索物质变化和性质的方法
物质发生物理变化或化学变化时会伴随着一些现象，我们可以通过观察、实验等方法，从物质的颜色、状态、温度(吸热或放热)、有无沉淀或气体生成等方面寻找证据，对各种证据进行分析，从而认识物质的变化和变化的规律，并利用物质变化的规律造福人类。

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