2021学年第6节 汽化与液化教学设计

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4.6-2 汽化与液化——液化
目录
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一、液化
1.液化：物质从气态变为液态的过程。液化过程要放热。液化是汽化的逆过程，汽化过程吸热，液化过程放热。
2.常见的液化现象：水蒸气遇到冷的物体如草、石块、树叶等时液化为水珠，水珠附着在冷的物体上形成露水；雾是空气中的水蒸气遇到空气中的尘埃时液化，小水珠附着在尘埃上飘浮在空气中；烧开水时冒“白气”，这些“白气”是热的水蒸气遇到冷的空气液化形成的小水珠；液化石油气是在常温下，用压缩体积的办法，把石油气液化后装在钢罐里的。
3.生活中有很多现象同时包含几种物态变化，如烧开水时冒“白气”，春、秋季节早晨湖面上的“白气”，烧红的铁块放入冷水中冒“白气”，这些现象都发生了两种物态变化，液态水先汽化成水蒸气后又液化成小水珠。
二、使气体液化的两种方法
1. 降温
降温液化的缺陷：一是低温技术要求很高，实际上不容易获得低温；二是许多物质不可能在低温环境下使用，如液化石油气。
2.加压(压缩气体的体积)
应用：将丁烷气体液化贮存在气体打火机里，将石油气液化贮存在钢罐里等。
注意：降低温度、压缩体积可单独使用也可同时使用。记住所有的“白气”、雾、露等现象都是空气中的水蒸气液化形成的。
1.液化易和熔化混淆，区别这两种物态变化要分析清楚物质是电气态变为液态，还是由固态变为液态，前者是液化，后者是熔化.
2.液化的好处：使其体积减小，便于贮存和运输。
【例1】下列物态变化现象中，属于液化现象的是( )
A.初春，冰雪消融汇成溪流
B.盛夏，刚从冰箱中拿出的饮料瓶外壁出现水滴
C.金秋，清晨的雾在太阳出来后散去
D.寒冬，晾在室外冰冻的衣服也会干
【答案】B
【解析】物体由液态变为固态的过程叫凝固，物体由固态变为液态的过程叫熔化，物体由液态变为气态的过程叫汽化，物体由气态变为液态的过程叫液化。A项中冰雪消融汇成溪流是由固态冰变为液态水，属于熔化现象，不符合题意；B项中刚从冰箱中拿出的饮料瓶温度很低，空气中的水蒸气遇冷凝结成小水滴，由气态变为液态，属于液化现象，符合题意；C项中深秋早晨的雾是水蒸气遇冷发生的液化现象，是液态的。雾在太阳出来后散去是因为吸热又蒸发了，属于汽化现象，不符合题意；D项中冰冻的衣服会干是冰吸热直接变成气态，属于升华现象(下节将学到)，不符合题意。
【点评】此题考查的是我们对于生活中物态变化的解析能力。要分析各种现象属于哪种物态变化，需要弄清变化前物质处于哪种状态，变化后又处于哪种状态。
【例2】在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽空气后把口握紧，然后放入80℃以上的热水中，会发现塑料袋鼓起；从热水中拿出塑料袋，过一会儿塑料袋又瘪了。在此过程中酒精发生的物态变化是( )
A.先液化后汽化 B.先汽化后液化 C.先升化后凝华 D.先凝华后升华
【答案】B
【解析】当把滴入几滴酒精的塑料袋放入80℃以上的热水中时，酒精液体会汽化成酒精气体，体积变大，故发现塑料袋鼓起；当从热水中拿出塑料袋后，气体又液化成酒精液体，体积减小，所以过一会儿塑料袋又瘪了。
【点评】考查了物态变化过程中的汽化和液化现象，整个过程的物态变化过程是先汽化后液化。
【例3】被100℃的水蒸气烫伤比被100℃的水烫伤更严重，这是因为 ( )
A.水蒸气液化要放出大量的热 B.水蒸气比水温度高
C.水蒸气液化要吸收大量的热 D.水蒸气比水传热快
【答案】A
【解析】气体在液化时，温度不变，同时向外界放出热量。被水蒸气烫伤时，水蒸气会先液化成同温度的水而放热，因此在同等条件下，它放出的热量更多。
【点评】由于人体皮肤温度约为35℃，只要外界的温度高于此温度，都将会向人体传递热量。水蒸气除了温度高之外还会液化而放热，放出的热量比100℃的水更多。
【例4】1标准大气压下，液态氧的沸点是-183℃，液态氮的沸点是-196℃，液态氦的沸点是-269℃，利用液化空气提取这些气体，随温度升高而分离出来的顺序是( )
A.氧、氮、氦 B.氧、氦、氮 C.氦、氧、氮 D.氦、氮、算
【答案】D
【解析】按照题目所给条件，这三者之间沸点的高低关系是：液态氧>液态氮>液态氨，所以当从液化空气中提取这些气体时，随着温度的升高，沸点越低的越先汽化而分离。
【点评】沸点是物质从液态转变为气态的临界温度，物质处在沸点温度之上时以气态形式存在，而物质处在沸点温度之下时以液态形式存在。
【例5】小明同学学习了“降水的形成”知识后，为家人做了“下雨”的实验。他把盘子擦干放进冰箱里冷却，水壶装满水并烧开，这时水汽不断上升，壶嘴上方就出现一团“白气”这就是“云”。从冰箱里取出盘子放在壶嘴上方约15cm的地方(如图所示)，盘子碰到这团“云”，一会儿盘的下表面就会布满水滴，水滴越积越多，越积越大，等到挂不住时就纷纷落下，这就是“雨”。下面关于实验现象的解释，正确的是( )
A.壶嘴上方出现的一团“白气”是壶中的水汽化形成的气态水
B.壶嘴上方出现的一团“白气”是液态水
C.水汽化时放出热量
D.小明同学的这个实验室理想化的，实际是不会成功的
【答案】B
【解析】壶嘴上方出现的一团“白气”是壶中的水汽化形成的液态小水滴；水汽化时吸收热量，小明同学的这个实验室可以成功。
1．如图所示的四个物态变化的实例中，属于液化的是( )
A．初春，湖面上冰化成“水” B．盛夏，草叶上形成“露珠”
C．深秋，枫叶上形成“霜” D．严冬，树枝上形成“雾松”
【答案】B
【解析】物质由气态变为液态的过程叫液化。草叶上形成“露珠”，是水蒸气遇冷液化形成的，属于液化现象，故B符合题意。
2．庐山以秀美的风景闻名于世，唐代诗人李白在《望庐山瀑布》一诗中写道“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川，飞流直下三千尺，疑是银河落九天”。讲的是太阳照射在庐山的香炉峰上，山间升起了缭绕的白雾，像一片片紫色的云霞；远远看去，飞落的瀑布像长长的白练挂在山前。湍急的流水从高高的悬崖上飞驰而下，好像是璀璨的银河水从高高的九天降落到人间。从科学的角度来看，对这首诗的理解错误的是( )
A．形成“烟”的过程是放热过程 B．“烟”是液化形成的
C．形成的“烟”是液态水汽化形成的气态水 D．“烟”实际上是大量的小水珠
【答案】C
【解析】“烟”实际上是水蒸气液化的大量小水珠，是一个放热过程。
3．天津“狗不理”包子全国闻名，蒸包子的笼一般都有好多层，通常都是最上层的包子先熟，对于这种现象解释正确的是( )
A．上面的包子个头小 B．水蒸气上升过程中温度变高
C．上面的蒸笼保温效果好 D．水蒸气到达最上面蒸笼后会液化放热
【答案】D
【解析】蒸包子时，高温的水蒸气经过多层蒸格上升，遇到冷的蒸笼盖时，大量水蒸气液化，放出热量，上层蒸格中的温度较高，所以上层蒸格中的包子先熟。
4．农谚“水缸穿裙，天要下雨”指的是水缸外壁与水面相平处直至底部的位置上出现一层小水珠，就预示着天要下雨了。这些小水珠产生的原因是( )
A．地面上的水渗透上去的 B．空气中的水蒸气液化在缸壁上的
C．从缸的细小孔里渗出的 D．空气中的水蒸气凝固在缸壁上的
【答案】B
【解析】由于水缸中水的蒸发，水缸外表面的温度低于空气的温度，空气中水蒸气遇冷液化成小滴附在缸的外表面，这个过程必须持续一段时间，才能在缸的外表面看到水珠。
5．我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器。有一种杯叫“常满杯”，杯中有用上等白玉做成的圆锥体，放在空气中，不断有水滴产生，使其常满。关于此杯，下列说法正确的是( )
A．杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的
B．杯中的水是空气在白玉上液化形成的
C．白玉是一种体积较小的物质，在相同的条件下温度变化显著
D．利用杯子在缺少水源的沙漠中能自动“生”水
【答案】A
【解析】空气中含有较充足的水蒸气时，遇到较冷的白玉杯容易发生液化。空气中的氮气和氧气等需要在很低的温度下才能液化。沙漠中水蒸气含量少，液化产生的水很少。
6．下列关于气体打火机的说法中正确的是( )
A．气体打火机内的气体是用降低温度的办法使之液化贮存在打火机里的
B．气体打火机内的气体是用减小压强的办法使之液化贮存在打火机里的
C．气体打火机内的气体是用增大压强的办法使之液化贮存在打火机里的
D．气体打火机内的气体是用降低温度和增大压强相结合的办法使之液化贮存在打火机里的
【答案】C
【解析】使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种；气体打火机里面的丁烷在常温下使用，即采用常温下加压(压缩气体的体积)的方法液化.
7．在海上想要获得淡水，可采用如图所示的“充气式太阳能蒸馏器”。它是通过太阳照射充气物内的海水，产生大量水蒸气，水蒸气在透明罩内壁形成水珠，收集即可。在此过程中发生的物态变化是( )
A．先汽化，后液化 B．先沸腾，后凝固 C．先液化，后汽化 D．先蒸发，后沸腾
【答案】A
【解析】海水是液态的，水蒸气是气态的，液态变为气态的现象叫汽化；水蒸气在透明罩内壁形成水珠，气态又变为了液态的现象叫液化。
8．冬天手冷时，用嘴向手上“哈气”(即缓慢地吹气)，手会感到暖和。若用劲向手上快速“吹气”，手不但不会暖和，反会觉得更冷。都是从嘴里出来的“气”，为什么会有不同的感觉呢？
【答案】冬天手觉得冷时，向手上“哈气”手会暖和，是因为从口中哈出气体中的水蒸气液化时放热，放出的热量被手吸收了，手会感到暖和。若使劲儿向手吹气，是加快手表面空气流动，使手表面的水分蒸发加快，水分蒸发时从手上吸热，所以手不但不会暖和，反会觉得更冷。
【点拨】本题要用到液化和影响蒸发快慢的因素这两个知识来解答，在明白“哈气”和“吹气”的区别的基础上解答此题。物质由气态变为液态的过程是液化，液化放热；液体蒸发时要吸热。
9．下列不能证明空气中存在水的是( )
A．利用降温和加压的办法可使空气变为液体
B．夏天从冰箱中取出的冰棍周围有“白雾”
C．夏天从冰箱中取出的冰啤酒外壁上会“出汗”
D．放在空气中的薯片会变软
【答案】A
【点拨】利用降温和加压的办法可使空气变成液体是液化空气。
10．小芳吃雪糕时看到雪糕周围冒“冷气”，由此她联想到了泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以下是她对“冷气”和“热气”的思考，正确的是( )
A．二者本质是相同的，都是汽化成的水蒸气
B．二者本质是不同的，前者是小水珠，后者是水蒸气
C．二者本质是不同的，前者是液化形成的，后者是汽化形成的
D．二者本质是相同的，都是液化形成的小水珠
【答案】D
【解析】看到雪糕周围冒“冷气”是空气中的水蒸气遇到冰冷的雪糕液化形成的小水珠；泡方便面时碗里冒“热气”是碗里蒸发出的水蒸气，在上升过程中，遇到温度较低的空气时液化形成的小水珠；所以，它们的本质是相同的，都是液化形成的小水珠，故ABC错误，D正确。
11．夏天，小雨将冰水和热水分别注入常温下的两只透明烧杯中，如图所示。一会儿发现两只烧杯的杯壁上都有一部分出现小水珠，变得模糊了。针对这一现象，下列说法正确的是( )
A．甲、乙两杯都在内壁出现了水珠
B．甲、乙两杯都在外壁出现了水珠
C．甲杯内壁出现了水珠，乙杯外壁出现了水珠
D．甲杯外壁出现了水珠，乙杯内壁出现了水珠
【答案】D
【解析】甲杯是空气中的水蒸气遇到冰冷的外壁液化成小水珠，乙杯是热水中的水蒸气在上升过程中遇到冰冷的内壁液化成小水珠。
12．夏天，剥开包装纸的冰棍会冒“白气”是________(填“汽化”或“液化”)现象；根据你的观察，在室内无风时，冰棍冒出的“白气”符合实际的是图________(填“甲”或“乙”)。
【答案】液化；乙
【解析】夏天空气中有大量的水蒸气，水蒸气遇到冷的冰棍液化形成小水滴，即“白气”；因为白气是小水滴，密度大于空气密度，所以冰棍冒出的“白气”是向下运动的。
13．如图所示，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热。
(1)加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这是因为________________________；加热时搅拌沙子，目的是______________________。
(2)在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠，而装沙子烧杯上方的玻璃片内侧没有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装________(填“沙子”或“水”)烧杯上方的玻璃片温度比较高，原因是______________________________。
【答案】(1)沙子的比热小于水的比热；使沙子受热均匀 (2)水；水蒸气液化放热
【解析】(1)加热相同时间，水与沙子吸收的热量相等，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这是因为沙子的吸热能力弱；加热时搅拌沙子，目的是使沙子均匀受热。
(2)水蒸气遇到温度较低的玻璃片放出热量，发生液化变为小水珠，这是一种液化现象；用手摸两个玻璃片，由于沙子的吸热能力较若，吸收相等热量，沙子升高的温度大，装沙子的烧杯上方的玻璃片温度比较高。
1.关于热现象，下列说法中正确的是( )
A.冬天在户外用温度计测量铁块和木块的温度，铁块的温度比木块低
B.夏天打开冰棒的包装纸后冒出的“白气”，是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水珠
C.冬天我们呼出的“白气”与夏天冰棒冒出的“白气”的形成原因不一样
D.秋天早晨的“大雾”是夜间从地面冒出的“白气”
【答案】B
【解析】
2.下列现象中，属于压缩气体体积而液化的是( )
A.锅炉出气口喷出的“白气” B.自然界中的露和雾
C.自来水管外壁上的小水珠 D.家用液化石油气
【答案】D
【解析】
3.在炎热的夏天开着空调的甲房间和寒冷的冬天开着暖气的乙房间，玻璃窗上都会出现“水雾”。下列关于“水雾”是在玻璃窗的哪一面的说法，正确的是( )
A.甲、乙两房间，“水雾”都在内表面
B.甲、乙两房间，“水雾”都在外表面
C.甲房间“水雾”在外表面，乙房间“水雾”在内表面
D.甲房间“水雾”在内表面，乙房间“水雾”在外表面
【答案】C
【解析】
4.小明模拟大自然中“雨”的形成做了如图所示的实验。向锥形瓶中注入少量的温水，然后取一干燥的表面皿盖在瓶口，在表面皿中放置一些冰块，一会儿后，在瓶内出现朦胧的“白雾”，表面皿底部有小水滴，小水滴逐渐变大，最终下落到瓶内。由此实验可知，关于雨滴形成的过程和物态变化，下列说法中正确的是( )
A.水蒸气上升，当遇冷时，水蒸气凝结成水滴；物态变化为液化
B.水蒸气下降，当受热时，水蒸气凝结成水滴；物态变化为液化
C.水蒸气上升，当遇冷时，水蒸气凝结成水滴；态变化为汽化
D.水蒸气下降，当受热时，水蒸气凝结成水滴；态变化为汽化
【答案】A
【解析】
5.牙科医生用金属小平面镜观察牙齿的时候，在环境温度较低时，医生总是先将平面镜放在酒精灯火焰上稍微烤一烤，然后才放入口腔，这样做的目的是( )
A.给平面镜消毒 B.避免镜面太凉对口腔产生刺激
C.避免镜面上产生水雾而影响观察 D.增强镜面的反光能力
【答案】C
【解析】
6.冬天，小明从室外走进温暖的教室，他的眼镜片上出现了一层薄雾，一会儿薄雾又消失了。上述现象对应的物态变化是( )
A.先凝固，后汽化 B.先液化，后汽化 C.先凝固，后蒸发 D.先熔化，后汽化
【答案】B
【解析】室外的眼镜镜片温度比较低，进入温暖的室内后，室内的水蒸气遇到冷的镜片会液化形成水雾，过一会儿随着镜片温度的升高，水雾又会汽化成水蒸气，水雾就消失了，故选B.
7.液化石油气是使气体液化后以液体的形式储存到钢瓶中。居民在使用中发现，冬天使用瓶装液化石油气，当气接近用完且瓶中还剩余少量液体时，早晚烧饭时即使将钢瓶的阀门拧到最大，煤气灶阀门也开到最大，火力也很小，只有中午使用时火力才较为正常。有关这一现象，下列说法中正确的是( )
A.早晨和晚上温度较低，瓶内液体不能蒸发
B.冬天充的液化石油气杂质较多，用于燃烧的气体所占比例降低
C.中午温度高，液化石油气的燃烧效果比早晚好，因此火力大
D.中午气温比早晚高，瓶内液体蒸发加快，供气速度加快
【答案】D
【解析】
8.晴朗无风的早晨，当飞机从空中飞过，在蔚蓝的天空中会留下一条长长的“尾巴”，这种现象俗称为“飞机拉烟”。产生这一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷，在这一过程中，暖湿气体发生的物态变化是( )
A.熔化 B.液化 C.蒸发 D.沸腾
【答案】B
【解析】飞机排出的暖湿气体遇到高空冷空气，使暖湿气体液化成小水滴形成白色的雾气，此过程属于液化现象。
9．如图所示，取一支大注射器，拉动活塞使注射器里吸进一些乙醚，取下针头，用橡皮帽把注射器的小孔堵住。向外拉动活塞，到一定程度时，注射器里的液态乙醚消失，这是________(填物态变化名称)现象。然后向里推活塞，到一定程度时，可以观察到又会有液态乙醚出现，这表明用________________的方法可以使气体液化。另一种液化的方法是________。
【答案】汽化；压缩气体；降温
【解析】注射器里的液态乙醚变成了气态，这是汽化现象。推活塞，使气态乙醚的体积被压缩，分子间的距离拉近，体积变小，又变成了液态，这表明用压缩体积的方法可以使气体液化，另一种使气体液化的方法是降低温度。
10.如图所示，在甲、乙两个房间里相同的电炉上，相同的两壶水都已经烧开，我们可以根据所观察的____________房间壶嘴的上方水蒸气____________形成的“白气”较多，判断出____________房间的气温较高。
【答案】甲 液化 乙
【解析】当气体温度达到足够低时才能液化，当室内温度比较高时水蒸气不易液化。
11．人们都说：“被100 ℃的水蒸气烫伤，要比被100 ℃的热水烫伤严重得多”。小柯认为这是因为100 ℃的水蒸气和100 ℃的热水温度虽然一样，但100 ℃的水蒸气变成100 ℃的热水时，还要放出热量。对此，小柯设计了以下实验证明自己的观点。
【实验过程】(实验过程中热损失及热胀冷缩对实验的影响忽略不计)
①将一定量温度为t1的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面在如图甲所示位置，标记为A。
②向杯中插入导管，将100 ℃的水蒸气通入保温杯的冷水中(水蒸气全部被吸收)，发现杯中水面明显上升。
③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为t2，比较发现t2高于t1。
(1)杯中水面上升是通入的水蒸气发生________(填物态变化名称)的结果。
(2)t2高于t1的原因是_______________________________。
(3)小江认为因未设置对照，小柯的实验还不足以证明他的观点。请你在原实验的基础上，帮助小柯设计后续实验方案(要求简要叙述实验过程和证明小柯观点的应有实验结果)：_________________。
【答案】(1)液化 (2)液化放热 (3)再取一个相同的保温杯，在保温杯中倒入温度为t1的冷水至A处，然后再倒入100 ℃的开水直至B处，摇匀后立即测出此时保温杯中水温t并与t2比较，t2高于t，得出水蒸气液化放热
【解析】(1)将100℃的水蒸气通入保温杯的冷水中，水蒸气受冷就会液化，形成水，所以发现杯中水面明显上升；(2)水蒸气在双层玻璃真空保温杯中遇冷由气态变为液态，发生液化，水蒸气液化要放出热量；水蒸气液化时放出的热量被杯中的水吸收，水的温度升高，所以t2高于tl。
(3)为了证明液化放热，应另取一个相同的双层玻璃真空保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为t1的冷水，然后再倒入100℃的开水直至与第一个保温杯中水面相平，摇匀后测出此保温杯中水温t并与t2比较，t2高于t，得出水蒸气液化放热。