中学理科「状態変化の定期テスト予想問題」です。
【問1】物質の状態変化を模式的に表した問題
【問2】固体のパルミチン酸を加熱した実験問題
【問3】ろうを加熱したり冷やしたりしたときの変化について調べる実験問題
の構成となっています。
物質の状態変化の定期テスト予想問題
【問1】図は、物質の状態変化を模式的に表したものである。これについて、次の各問いに答えよ。
（1）図の状態変化で、加熱したときの状態変化を表しているのは、ａ～ｆのどれか。すべて選び、記号で答えよ。
（2）次の亜①～⑤の変化は、右図のａ～ｆのどれにあてはまるか。それぞれ記号で一つずつ選べ。また、あてはまるものがない場合は×を書け。
①やかんから湯気が発生した。
②ドライアイスを水に入れると盛んに泡が出た。
③冷たい水が入ったコップの外側に水滴がついた。
④食塩が水に溶けて透明になった。
⑤風船をもって山に登ると、風船がふくらんだ。
（3）ドライアイスが気体になると、何という気体になるか。
（4）下の図Ａ～Ｂは、固体、液体、気体のときの粒子のいずれかのようすである。液体のときの粒子のようすを表しているものとして適当なものを一つ選び、記号で答えよ。
（5）物質が気体の状態のとき、物質をつくっている粒子はどのような動きをしているか。簡潔に説明せよ。
（6）状態変化をしても、物質の質量が変化しないのは、粒子の何が変化しないからか。2つ答えよ。
【問2】下の図1は、固体のパルミチン酸を加熱したときのようすを表している。また、図2はそのときの温度の変わり方をグラフで表したものである。これについて、次の各問いに答えよ。
（1）液体のパルミチン酸を加熱するとき、試験管の中に割りばしを入れ、その上に次の試験管を入れて直接パルミチン酸が水にふれないように加熱する。この理由を簡潔に答えよ。
（2）固体のパルミチン酸が、液体になり始めたのはおよそ何分ぐらいか。次の中から一つ選び、記号で答えよ。
ア 0分～5分の間 イ 5分～10分の間 ウ 10分～15分の間 エ 15分～20分の間
（3）グラフから、加熱10分後のパルミチン酸の状態は、固体、液体、気体のどの状態をとっているか。混ざっている場合は、混ざっている状態をすべて答えよ。
（4）物質が固体から液体に変化するときの温度を何というか。
（5）グラフから、パルミチン酸の（4）は約何℃とわかるか。次の中から適当なものを一つ選び、記号で答えよ。
ア 約40℃ イ 約60℃ ウ 約80℃ エ 約100℃
（6）加熱するパルミチン酸の質量を半分にして加熱すると、（4）の温度はどうなるか。
（7）20分後もさらに加熱を続けても、パルミチン酸は液体のままで温度が一定になった。この理由を簡潔に説明せよ。
【問3】ろうを加熱したり冷やしたりしたときの変化について調べる実験を行った。これについて、次の各問いに答えよ。
（1）上の図で、加熱した液体のろうを冷やして再び固体に戻すと、ア～エのどの状態になるか。一つ選び記号で答えよ。
（2）ろうが液体から固体に状態変化するとき、質量と体積、密度はそれぞれどのように変化するか。
（3）液体のろうの中に固体のろうを入れるとどうなるか。理由と一緒に簡潔に答えよ。
（4）液体の水を冷やして固体の氷にすると、質量、体積、密度はどのように変化するか。
（5）液体の水の中に固体の氷を入れるとどうなるか。理由と一緒に簡潔に答えよ。
状態変化の定期テスト予想問題の解答・解説
【問1】
（1）ａ、ｃ、ｅ
物質を加熱すると、固体→液体→気体と状態が変化します。ドライアイスなどのように、固体からいきなり気体に状態変化するものもあります。
（2）①ｆ ②ａ ③ｆ ④× ⑤×
①の湯気は、気体の水蒸気が冷やされ、水滴になったものです。②のドライアイスは、固体からいきなり気体になります。③は、空気中の気体である水蒸気がコップの水に冷やされ、水滴となってコップの外側についたものです。④は、固体の食塩が水に溶けただけで、状態変化とは言えません。⑤は標高が高くなり気圧が下がり、袋がふくらんでいるだけです。
（3）二酸化炭素
ドライアイスは、気体の二酸化炭素が固体になったものです。二酸化炭素は、固体↔気体に状態変化する性質があり。これを昇華といいます。
（4）Ｂ
Ａは粒子が規則正しく並んでおり固体の状態を表しています。Ｂは粒子に流動性があり液体の状態を表しています。Ｃは粒子が空間を自由に飛び回っており、気体の状態を表しています。
（5）空間を自由に飛び回っている。
気体のとき、粒子は空間を自由に飛び回っています。粒子間の間隔が一番大きいので、気体の体積は液体や固体よりもかなり大きくなります。
（6）大きさと数
状態変化しても、物質の質量が変化しないのは、粒子の集まり方が変化しているだけだからです。物質を構成する粒子の種類も、大きさも数も変化しませんので、質量は変化しません。体積は、粒子の集まり方が変わるので、変化します。
【問2】
（1）パルミチン酸の温度をゆっくりと均一に上げるため。
パルミチン酸が入った試験管が、直接沸騰している水にふれると、中心の温度が上がっていないのにまわりのパルミチン酸だけが溶けてしまいます。正確な温度データを取れないので、ゆっくりと均一に温度が上昇するように、直接パルミチン酸が入った試験管が沸騰している水にふれないように、底上げして加熱します。
（2）イ
固体のパルミチン酸が解け始めるのは、温度が一定になり始めたところです。ここがパルミチン酸の融点になります。グラフから温度が一定になり始めているのは、加熱後5分から10分であることがわかります。
（3）固体と液体
温度が一定になっているところは、物質が状態変化しているところになります。固体のパルミチン酸が溶けているところなので、固体と液体が混ざった状態になります。
（4）融点
物質が固体から液体に、液体から固体に状態するときの温度は同じで、この温度を融点といいます。物質が液体から気体に、気体から液体に状態偏する温度は沸点になります。
（5）イ
融点は、グラフが一定になっているところの温度です。グラフからパルミチン酸の融点は約60℃くらいであることがわかります。
（6）変化しない
融点と沸点は、物質の量が変化しても変わりません。物質により融点・沸点が決まっているので。融点・沸点を調べることでも、何の物質であるか調べることができます。
（7）パルミチン酸の沸点が100℃よりも高いから。
水を加熱して、あたたまった水でパルミチン酸の温度を上昇させています。水の沸点は100℃なので、水が沸騰しているときの温度は100℃です。パルミチン酸の沸点はこれ以上温度が高いので、液体のまま変化しません。
【問3】
（1）エ
ろうが冷えて、液体から固体に状態変化すると、質量は変化しませんが体積が小さくなります。ビーカーに入った液体のろうが冷えると、真ん中がへこむように冷え固まります。
（2）質量：変化しない 体積：小さくなる 密度：大きくなる
ろうが液体から固体に状態変化すると、質量は変化しませんが、体積は小さくなります。質量が変化せずに体積が大きくなるので、粒子がギュッと詰まった状態になり密度が大きくなります。
（3）液体のろうよりも固体のろうの方が密度が大きいので、固体のろうが沈む。
液体のろうよりも固体のろうの方が、同じ質量の場合、体積が小さく密度が大きくなります。密度が大きいものほど下に行くので、固体のろうが液体のろうに沈みます。
（4）質量：変化しない 体積：大きくなる 密度：小さくなる
水は特別な物質で、液体から固体になると体積が大きくなります。ペットボトルに水を入れて凍らせるとペットボトルがパンパンに膨らむのはこのためです。質量が変化せずに体積が大きくなるるの、密度は小さくなります。
（5）水よりも氷の密度が小さいので、氷が水に浮く。
水が凍りに状態変化すると、質量は変化しませんが体積が大ききなります。その結果、密度も小さくなります。密度が小さいものほど上に行くので、氷が水に浮かびます。
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