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第2节　熔化和凝固
学习目标
1. 知道物质的三种状态（固、液、气），了解物质三态可以相互转化，物态变化的概念；
2. 理解熔化和凝固的概念，区分晶体与非晶体（有无固定熔化温度）；
3. 掌握晶体熔化/凝固的规律（吸热/放热、温度不变、固液共存），理解熔点和凝固点；
4. 会用图像法分析熔化和凝固曲线，判断晶体/非晶体，确定熔点/凝固点，判断物态。
课前·自主预习
一、物态变化
阅读教材,完成下列问题。
1.请你写出物质存在的三种状态:________、________、________。
2.物质的三种状态之间________(选填“可以”或“不可以”)相互转化。
3.物质各种状态间的变化叫作________。
二、熔化和凝固
阅读教材,完成下列问题。
1.物质从________态变成________态的过程叫作熔化,从________态变成________态的过程叫作凝固。
2.请你总结海波和石蜡在熔化过程中温度的变化规律:海波在熔化过程中吸收热量但温度保持________;石蜡在熔化过程中温度不断________。
三、熔点和凝固点
阅读教材,完成下列问题。
1.有固定的________的固体叫作晶体,例如冰、海波、各种金属。晶体______________叫作熔点,标准大气压下冰的熔点是________。
2.没有固定的________的固体叫作非晶体,例如石蜡、松香、玻璃。
3.液体凝固形成晶体时的固定的________叫作凝固点。同一种物质的凝固点和它的________相同。
四、熔化吸热,凝固放热
阅读教材,完成下列问题:
1.晶体在熔化过程中温度保持不变,但必须继续加热,这表明晶体熔化过程________,相反,凝固过程要________。非晶体的熔化过程要________,凝固过程要________。
2.北方的冬天,有经验的菜农会在菜窖里放几桶水,这是利用水________时________热,从而使地窖的温度不致太低。
课堂·互动理解
一、研究固体熔化时温度的变化规律
【实验器材与装置】
【实验过程】用酒精灯对烧杯缓慢加热,观察海波和石蜡的状态变化和温度计示数的变化。当温度计的温度升至40 ℃左右时开始计时,每隔1 min记录一次数据。
【实验结论】海波在熔化前温度不断升高,但熔化时温度保持不变,熔化后温度继续升高;石蜡在熔化过程中温度不断升高。
【实验注意事项】(1)实验时为使海波或石蜡受热均匀,应选用细一些的试管,且装入海波或石蜡的量不要太多。(2)温度计的玻璃泡要与海波或石蜡充分接触,但不能碰到试管壁或试管底。
跟踪练习1(2025·福建泉州模拟)
图甲是探究不同固体熔化特点的实验装置。
(1)实验前应在两试管内分别装入适量的颗粒________(选填“较大”或“较小”)的海波和石蜡。
(2)实验中采用“水浴法”加热,除了可以减缓升温速度,还能使被加热的物质________。
(3)图乙是根据实验数据绘制的海波和石蜡的温度随时间变化关系的图像,由图像可知________是非晶体,第5 min时海波处于________状态。
(4)实验中发现,海波熔化过程中撤去酒精灯,海波还会继续熔化,这是因为烧杯中水的温度________(选填“大于”“等于”或“小于”)海波的熔点。
【点拨】本题考查不同固体熔化时的特点,重点在于:对实验装置的考查;根据实验数据作出图像并分析得出结论;判断被加热固体是晶体还是非晶体,确定晶体的熔点;对实验设计或过程进行评估。
二、熔点和凝固点
比较项 晶体 非晶体
定义 有熔点的固体 无熔点的固体
熔化 熔点 有 无
特点 AB段:持续吸热,温度升高,为固态;BC段:持续吸热,温度不变,为固液共存态;CD段:持续吸热,温度升高,为液态。熔点为T 整个过程,持续吸热,温度升高
条件 温度达到熔点,不断吸热 吸收热量
凝固 凝固点 有 无
特点 AB段:持续放热,温度降低,为液态;BC段:持续放热,温度不变,为固液共存态;CD段:持续放热,温度降低,为固态。凝固点为T 整个过程,持续放热,温度降低
条件 温度达到凝固点,不断放热 放出热量
同一种晶体的熔点和凝固点相同。
跟踪练习2
右图是探究某物质熔化和凝固规律的实验图像,下列说法正确的是(　　)
A.在t=5 min时,该物质处于固态
B.在BC段,该物质不吸热
C.该物质凝固过程持续了15 min
D.该物质的凝固点是45 ℃
课后·知能演练
基础巩固
1.松香在熔化过程中会(　　)
A.放热,温度不断降低 B.吸热,温度不断升高
C.吸热,温度不变 D.放热,温度不变
2.将某种金属制成的勺放入15 ℃的水中,金属勺没有熔化;将该金属勺放入45 ℃的水中,发现金属勺逐渐熔化。该金属的熔点可能是(　　)
A.10 ℃ B.30 ℃
C.50 ℃ D.60 ℃
3.右图是某物质温度随时间变化的图像,已知该物质在第4 min时是液态。下列说法正确的是(　　)
A.该图是某晶体的熔化图像
B.该图是某非晶体的熔化图像
C.该物质在第12 min时不吸热不放热
D.该物质的凝固点为80 ℃
4.(2025·江西中考)按照规划,我国在2026年发射嫦娥七号月球探测器,前往月球南极寻找水冰。如果能找到冰,就可以让冰　　　　(选填“吸收”或“放出”)热量,　　　　(填物态变化名称)成水,这将有利于人类在月球上建立活动基地并进行深空探索。
5.(1)夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是直接加冷水。一方面是因为冰块的温度更低,另一方面是因为冰块在熔化成水的过程中　　　　,从而使饮料的温度下降得更多。
(2)神舟十三号的航天员在“太空冰雪实验”中,用沾了结晶核的毛根触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球,液体球迅速变成“冰球”,用手摸上去,发现“冰球”竟然热乎乎的。这是因为液体球在　　　　　　(填物态变化)的过程中　　　　　　(选填“吸热”或“放热”)。
能力提升
6.(多选)右图是甲、乙两物质熔化时温度随时间变化的图像,下列说法正确的是(　　)
A.甲是非晶体,乙是晶体
B.甲在第6 min时处于固液共存的状态
C.甲的熔点是48 ℃,乙没有固定的熔化温度
D.在第4 min到第8 min内,甲没有吸热,乙继续吸热
7.根据表中所列出的几种物质的熔点,下列说法正确的是(　　)
物质名称 固态水银 金 铜 钢 固态氢
熔点/℃ -39 1 064 1 083 1 515 -259
A.钢放在铜水中一定会熔化
B.在-260 ℃时,氢是液态
C.纯金掉入钢水中不会熔化
D.水银温度计在低于-40 ℃时不能使用
思维拓展
8.雪灾给生活、生产带来很多困难。小明看到抢险队员在冰雪覆盖的道路上撒大量的盐,他产生了疑问:含盐的冰熔化跟纯净的冰熔化时特点有何不同 为此,他进行了下列探究过程:他用同样多的纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰弄碎放入试管中,在冰块中插入温度计,每隔0.5 min记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。
甲
乙
丙
(1)在选择冰块吸热方式时有如图甲所示的两种方法,你认为适宜的方法是　　　(选填“A”或“B”),实验时应选择颗粒　　　　(选填“较大”或“较小”)的冰块。
(2)某一时刻观察到温度计的示数如图乙所示,该温度值是　　　　℃。
(3)在相同条件下测量三者的温度变化,得到三条温度随时间的变化曲线(纯冰对应曲线①、淡盐冰对应曲线②、浓盐冰对应曲线③),根据图丙回答下列问题。
A.晶体熔化时的特点:吸收热量,温度　　　　(选填“升高”“降低”或“不变”)。实验中淡盐冰的熔点是　　　　℃,对应淡盐水的凝固点是　　　　℃。
B.在水中加盐,可以　　　　　(选填“提高”或“降低”)盐水的凝固点。
C.在冰雪覆盖的道路上撒盐,可使冰雪更　　　　(选填“难”或“易”)熔化。
参考答案
课前·自主预习
一、1.固态;液态;气态。2.可以。3.物态变化。
二、1.固;液;液;固。2.不变;升高。
三、1.熔化温度;熔化时的温度;0 ℃。2.熔化温度。3.凝固温度;熔点。
四、1.吸热;放热;吸热;放热。2.凝固;放。
课堂·互动理解
跟踪练习1：(1)较小;(2)受热均匀;(3)石蜡;固液共存;(4)大于。
跟踪练习2：D。解析:有一段时间该物质吸热温度不变,所以该物质是晶体。该物质从t=3 min开始熔化,到t=6 min结束,故在t=5 min时,该物质处于固液共存状态,故A错误。在BC段,该物质不断吸热,但温度不变,故B错误。该物质从t=12 min开始凝固,到t=15 min凝固结束,凝固过程持续了3 min,故C错误。该物质凝固时对应的温度是45 ℃,凝固点为45 ℃,故D正确。
课后练习
1.B　解析:松香是非晶体,松香在熔化过程中吸热同时温度不断升高。故选B。
2.B　解析:将某种金属制成的勺放入15 ℃的水中,金属勺没有熔化,说明金属勺的熔点大于15 ℃;将该金属勺放入45 ℃的水中,发现金属勺逐渐熔化,说明金属勺的熔点小于45 ℃;所以,金属勺的熔点在15 ℃到45 ℃之间。故选B。
3.D　解析:图像中间一段时间该物质的温度不变,两端温度随时间的增加而降低,判断该物质为晶体的凝固图像,故A、B错误。该物质在第12 min时处于凝固过程中,为固液混合状态,晶体凝固时放热,故C错误。由题图知,该物质的凝固点为80 ℃,故D正确。
4.吸收　熔化
解析:冰变为水属于熔化现象,熔化过程需要吸收热量。
5.(1)吸热　(2)凝固　放热
解析:(1)加在饮料中的冰块化成水,是冰由固态变成液态的过程,故此物态变化为熔化,熔化吸热,从而使饮料的温度下降得更多。(2)当气温较低时,水凝固成冰时向外放热。
6.BC　解析:晶体熔化前吸收热量,温度升高,熔化时吸收热量,温度不变,熔化后吸收热量,温度升高;非晶体无论熔化前、后还是熔化时吸收热量,温度均升高,由题图知甲是晶体,乙是非晶体,故A错误。在第4 min到第8 min内,甲和乙均继续吸热,其中甲温度不变,说明此阶段甲处于熔化过程,甲处于固液共存状态,故D错误,B正确。甲在熔化时的温度为48 ℃,故甲的熔点为48 ℃,乙熔化时温度改变,故乙没有固定的熔化温度,故C正确。
7.D　解析:钢的熔点高于铜的,钢放在铜水中不一定会熔化,故A错误。固态氢的熔点为-259 ℃,-260 ℃低于氢的熔点,所以在-260 ℃时,氢是固态,故B错误。金的熔点低于钢的熔点,金在钢水中温度可以达到金的熔点并继续吸热熔化,故C错误。水银的熔点为-39 ℃,水银温度在-40 ℃时为固态,所以水银温度计在低于-40 ℃时不能使用,故D正确。
8.(1)B　较小　(2)-9　(3)不变　-3
-3　降低　易
解析:(1)为了能看清熔化时的状态变化,应该缓慢加热,A图中用酒精灯加热,由于火焰的温度较高,会使冰的熔化过程太快,来不及观察;B图中将试管放入空气中,会使冰的熔化过程缓慢,便于观察和记录实验现象,因此选择C图的加热方法。为了受热均匀,应用较小的颗粒加热。
(2)如题图乙所示,分度值为1 ℃,液面升高所对的刻度减小,温度计的液面在0 ℃以下,故示数为-9 ℃。
(3)由题图丙可知,晶体在熔化过程中,吸收热量,温度保持不变。晶体熔化时的温度就是晶体的熔点,同一种物质的凝固点与熔点相同,淡盐冰对应曲线②,淡盐水的熔点和凝固点均为-3 ℃。浓盐冰对应曲线③,浓盐水的熔点为-7 ℃,比淡盐水低,故往水中加盐可以降低盐水的凝固点。都比纯净水的凝固点低,因而道路上撒盐后,降低了冰雪(含盐)的熔点,雪更容易熔化。
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