3.4 升华和凝华 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理

3.4 升华和凝华 暑假预习讲义 2025-2026学年八年级上册人教版物理 知识与方法 一、基本概念与核心规律 （一）升华 定义 物质由固态直接变为气态的过程，需吸收热量。 典型现象： 樟脑丸逐渐变小至消失。 冬天冰冻的衣服变干（冰直接升华成水蒸气）。 灯丝（钨）长期使用后变细，灯泡内壁变黑（钨丝升华后凝华）。 升华吸热的应用 舞台烟雾：干冰（固态 CO₂）升华吸热，使周围水蒸气液化成小水滴，形成白雾。 人工降雨：干冰升华吸热降温，促使云层中的水蒸气凝华成冰晶，冰晶下落时熔化成雨。 食品保鲜：干冰升华保持低温，防止食品变质。 （二）凝华 定义 物质由气态直接变为固态的过程，需放出热量。 典型现象： 冬天窗户上的冰花、树枝上的雾凇。 霜的形成（地表附近水蒸气遇冷凝华）。 灯泡内壁变黑（钨蒸气遇冷凝华）。 凝华放热的实例 自然现象： 深秋夜晚，地表温度骤降，空气中的水蒸气直接凝华为霜。 寒冷冬季，高空中的水蒸气直接凝华成雪花。 工业应用： 卤素灯中，钨丝升华后在灯壁凝华，延长灯丝寿命。 二、实验探究：碘的升华与凝华 （一）实验目的 观察固态碘直接变为气态（升华）和返回固态（凝华）的过程。 （二）实验器材 碘锤（密封玻璃管内装有碘颗粒）、热水、冷水杯、酒精灯（备选）。 （三）实验步骤与现象 升华过程 将碘锤放入热水中（水温低于碘的熔点 113.7℃），观察到： 固态碘逐渐减少，管内出现紫色碘蒸气，无液态碘出现。 结论：固态碘在吸热后直接升华成气态，未经历熔化阶段。 凝华过程 将碘锤从热水中取出，浸入冷水杯，观察到： 紫色碘蒸气逐渐消失，管内壁附着黑色碘颗粒。 结论：气态碘在放热后直接凝华为固态，未经历液化阶段。 （四）实验注意事项 避免直接加热：若用酒精灯加热，需控制温度低于碘的熔点，防止碘熔化。 安全提示：碘蒸气有毒，实验需在通风环境中进行，避免玻璃管破裂。 三、生活现象与科学解释 （一）升华现象解析 冰冻衣服晾干：冬季 - 10℃环境下，冰直接升华成水蒸气，无需熔化成水。 樟脑丸驱虫：萘（樟脑丸成分）升华后释放气味，驱赶害虫。 干冰的应用： 医学上用干冰冷冻治疗，利用升华吸热使病变组织坏死。 冷冻干燥技术：先冷冻食品，再降低气压使冰升华，保留食品营养。 （二）凝华现象解析 霜与雾凇： 霜：地表温度低于 0℃时，空气中的水蒸气直接凝华成白色冰晶。 雾凇：寒冷冬季，空气中的水蒸气遇冷树枝凝华成冰晶，形成 “玉树琼枝”。 灯泡变黑：钨丝高温升华成蒸气，遇冷玻璃凝华成固态钨，附着在灯泡内壁。 四、易错点与误区 升华与汽化的混淆 错误认知：认为 “樟脑丸变小是蒸发”。 正确理解：蒸发是液态变气态，而樟脑丸是固态直接升华。 凝华与凝固的混淆 错误认知：认为 “冬天湖水结冰是凝华”。 正确理解：湖水结冰是液态变固态（凝固），而凝华是气态直接变固态（如霜）。 误认为升华需高温 错误观点：“只有加热才能升华”。 正确结论：升华可在任意温度下发生，如 - 10℃的冰也能升华。 氯化铵的伪升华现象 错误认知：认为氯化铵加热后 “升华”。 正确结论：氯化铵分解为氨气和氯化氢气体，冷却后重新化合，实为化学反应。 五、总结与核心知识网络 （一）物态变化全图 （二）核心公式（初中阶段不要求计算） （三）关键实验与现象 碘的升华与凝华：验证固态与气态的直接转化，强调 “无液态出现” 的特征。 干冰的应用：通过升华吸热解释舞台烟雾、人工降雨等现象。 （四）自然与生活联系 水循环中的升华：雪山积雪升华补充大气水分。 凝华在化学中的应用：提纯咖啡因等物质时，利用升华 - 凝华分离杂质。 专题练习 一、单项选择题 1．气象部门用飞机向云层中播撒“干冰”实现人工降雨，这是利用了“干冰”的（　　） A．汽化吸热 B．升华吸热 C．熔化吸热 D．凝固放热 2．如图所示，是某物质通过吸热、放热在固、液、气三种物态之间转化的示意图，下列分析正确的是（　　） A．甲为液态，由甲到乙是升华过程 B．乙为气态，由乙到丙是液化过程 C．丙为气态，由丙到甲是凝固过程 D．乙为液态，由甲到乙是熔化过程 3．有一种手抛灭火弹，弹内装有干冰(固态二氧化碳)。将灭火弹投入火场后，千冰吸热迅速变为气态二氧化碳，达到灭火效果。上述过程中干冰发生的物态变化是 A．升华 B．凝华 C．汽化 D．液化 4．“二十四节气”是我国古代农耕文明伟大成就之一。古人通过观测天体运行，总结出一年中时令、气候、物候等变化的规律，体现了我国古代人民的智慧。下列现象属于凝华的是（　　） A．立春时节冰雪消融 B．寒露时节露珠晶莹 C．霜降时节霜挂枝头 D．冬至时节千里冰封 5．小飞吃雪糕时发现冰箱里雪糕的外包装上有许多白色的“粉”，去掉外包装后雪糕周围冒出了“烟”；将雪糕放进空茶杯里，过了一会儿茶杯外壁出“汗”了，杯子里雪糕“化”了。关于上述现象，下列说法正确的是（　　） A．“粉”是凝固现象 B．“烟”是汽化现象 C．“汗”是液化现象 D．“化”是升华现象 6．2023年12月15日，威海地区受强冷空气影响，出现了云中撒雪的“雪幕”景观，吸引了大量游客。下列自然现象涉及到的物态变化与雪的形成相同的是（　　） A．细雨绵绵 B．冰凌高挂 C．雾气朦胧 D．霜林尽染 7．为了证明碘的升华，两位同学实验的方法如图甲、乙所示，两试管中都出现了紫色烟雾.已知碘的熔点是、沸点是、水的沸点是、酒精灯火焰温度约为.由上述信息判断（　　） 甲 乙 A．乙的方法更能说明碘直接发生升华 B．实验过程中碘发生升华时要放热 C．碘升华是由液态变为气态 D．乙装置中，水沸腾后，试管内才会出现紫色的烟雾 8．如图所示，在一个标准大气压下，某同学将冰块放入空的易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0℃，从外部看到易拉罐的底部有白霜生成，侧面有小水珠产生。在白霜和小水珠形成的过程中，发生的物态变化分别是（　　） A．升华 汽化 B．熔化 凝华 C．凝固 液化 D．凝华 液化 二、填空题 9．灯泡用久后，灯泡内壁会发黑，这是由于高温钨丝的　 　产生的钨蒸气又在较低温度的灯泡内发生　 　的缘故. 10．王哲发现妈妈炒菜时，总是最后才放盐，妈妈告诉他食用盐中都加有碘，这样做是为了防止碘在高温下　 　；王哲从冰箱中拿出一块被保鲜膜包裹的肉，在外面放置片刻后，保鲜膜的外面有很多水珠，这是发生了　 　的现象. 11．民间谚语有“霜前冷，雪后寒”的说法。霜是由于气温较低时空气中的水蒸气发生　 　 （填物态变化名称）而形成的；雪在熔化时需要　 　热量（填“吸收”或“放出”）， 使得气温降低感觉寒冷。 12．冬至时，潮汕许多家庭会煮汤圆。一部分汤圆放入冰箱冷冻后再取出时，汤圆表面有一层白霜，这是　 　现象（填物态变化名称）；一部分汤圆放入沸腾的水中，煮汤圆的水在沸腾过程中温度　 　（选填“上升”、“下降”或“不变”）。当打开锅盖取汤圆时要注意防烫伤，因为水蒸气液化　 　（选填“吸热”或“放热”）。 13．寒冷的冬天，人在户外活动时，眉毛或胡子上形成的“白霜”是　 　（填物态变化名称）形成的。3D打印是现代制造业的最新技术。我国飞机制造中就用3D打印技术制造钛合金零件，就是在高能激光的作用下钛合金粉末会　 　（选填“吸收”或“放出”）热量，　 　（填物态变化名称）成液态，然后成型。 三、实验探究题 14．如图是小红做“观察碘升华”的实验装置。 她的操作是：在烧杯中放少量的碘，烧杯口放一只装有冷水的烧瓶，用酒精灯给烧杯加热。 标准大气压下部分物质的熔点（凝固点）、沸点（℃） 物质 水 酒精 煤油 碘 铜 铁 金 熔点（凝固点） 0 ﹣117 ﹣30 113.6 1083 1535 1064 沸点 100 78.5 150 184.25 2360 2750 2500 (1)结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象。 (2)交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点（见表），他发现碘的熔点是113.6℃，碘的沸点是184.25℃，酒精灯的火焰温度约400℃，他认为小红所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小红的实验并不能得出碘升华的结论，请你针对小明的质疑，选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验，证明碘直接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】播撒“干冰”实现人工降雨的原理为：干冰升华为气态的二氧化碳，该过程吸热，使得周围气温降低，水蒸气遇冷液化成小水滴，从而实现人工降雨。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【分析】1、液化为气态变为液态会释放热量，如水蒸气、露珠； 2、升华为固态直接变为液态，会吸收能量，如雪人变小。 2．【答案】B 【解析】【解答】据图可知，乙状态经过两次放热变为甲状态，所以乙状态是气态，甲状态是固态，丙状态是液态；乙到丙状态是气态液化为液态，丙到甲是液态凝固为固态，甲到乙为固态升华为气态，故B正确，ACD错误。 故选B。 【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华，物质由固态直接变为气态叫升华；由气态变为液态叫液化，由液态变为气态叫汽化；由固态变为液态叫熔化，由液态变为固态叫凝固。 (2)六种物态变化过程中，都伴随着吸热或放热；其中放出热量的物态变化有：凝固、液化、凝华；吸热的有：熔化、汽化、升华。 3．【答案】A 【解析】【解答】 将灭火弹投入火场后，千冰吸热迅速变为气态二氧化碳 ，该过程为升华，A正确，BCD错误； 综上选A。 【分析】升华为固态直接变为液态，会吸收能量，如雪人变小。 4．【答案】C 【解析】【解答】 A.冰雪消融，由固态变成液态，属于熔化现象，故A不符合题意； B.寒露时节露珠晶莹，露是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水滴，属于液化现象，故B不符合题意； C.霜挂枝头，霜是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶，属于凝华现象，故C符合题意； D.冬至时节千里冰封，冰是液态水变成固态，属于凝固现象，故D不符合题意， 故选B。 【分析】根据物态变化识别选项。 熔化：物质由固态变成液态的过程．升华：物质由固态直接变成气态的过程．升华吸热．凝华：物质由气态直接变成固态的过程．凝华放热．像雪、霜等小冰晶都是凝华形成的。 5．【答案】C 【解析】【解答】冰箱里雪糕的外包装上有许多白色的“粉”是 水蒸气遇冷直接凝华形成的固体颗粒， 雪糕周围冒出了“烟” 属于水蒸气遇冷液化形成的小水珠，茶杯外壁出“汗”了，是由于空气的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。杯子里雪糕“化”了，属于熔化。C正确，ABD错误。 综上选C。 【分析】1、液化为气态变为液态会释放热量，如水蒸气、露珠； 2、凝华为气态直接变为固态，会释放能量，如雾凇、霜； 3、熔化为固态变化为液态，吸收热量，如雪消融。 6．【答案】D 【解析】【解答】雪是空气中水蒸气遇冷凝华形成的； A．细雨绵绵中的雨是液态，形成过程较复杂，含有液化和熔化等，故A不符合题意； B．冰凌高挂中的冰是水凝固形成的，故B不符合题意； C．雾气朦胧中的雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，故C不符合题意； D． 霜林尽染中的霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，故D符合题意。 故选D。 【分析】（1）物质从固态变成液态的过程叫熔化，熔化需要吸热； （2）物质从液态变成固态的过程叫凝固，凝固需要放热； （3）物质从气态变为液态的过程叫液化，液化要放热； （4）物质从气态直接变为固态的过程叫凝华，凝华要放热。 7．【答案】A 【解析】【解答】A、甲装置是直接把试管放在酒精灯上加热，乙装置是把试管放在装有水的烧杯中加热，由于酒精灯火焰温度约为400℃，远高于碘的熔点和沸点，所以甲装置中碘很容易熔化，然后沸腾；而乙装置中烧杯中的水的沸点是100℃，低于碘的熔点和沸点，所以乙的方法更能说明碘直接发生升华；A项符合题意； BC、碘升华是固态碘直接变成气体的过程，是升华过程，升华吸收热量；BC项不符合题意； D、乙装置中，水升高温度时，试管内逐渐出现碘蒸气，水温越高，出现的碘蒸气越多，也就是出现的紫色烟雾越多；D项不符合题意； 故答案为：A. 【分析】水的沸点是100℃，低于碘的熔点和沸点，更能说明碘直接发生升华，升华吸热，水升高温度时，试管内逐渐出现碘蒸气。 8．【答案】D 【解析】【解答】物质从气态直接变为固态的过程叫凝华，物质从气态变为液态的过程叫液化；易拉罐底部的白霜是空气中的水蒸气快速放热由气态直接变为固态形成的，属于凝华现象；易拉罐侧面的小水珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的；D符合题意，ABC不符合题意； 故答案为：D. 【分析】本题考查了物态变化的判断，属于热学基础知识的考查，解决此类题目的关键是抓住物质前后的状态变化。 9．【答案】升华；凝华 【解析】【解答】用久了的灯泡壁发黑是固态的钨丝温度升高直接变成钨蒸气，这个过程是升华现象，后来温度降低时钨蒸气直接变成固态的钨粉末落在灯泡壁上，这个过程属于凝华现象。 【分析】物质从固态直接变为气态的现象叫做升华，物质在升华过程中要吸热，物质从气态直接变为固态的现象叫做凝华，物质在凝华过程中要放热. 10．【答案】升华；液化 【解析】【解答】妈妈告诉他食用盐中都加有碘，这样做是为了防止碘在高温下直接变成碘蒸气，固态直接变成气态属于升华现象；王哲从冰箱中拿出一块被保鲜膜包裹的肉，在外面放置片刻后，保鲜膜的外面有很多水珠，这是因为水蒸气液化成小水珠。 【分析】物质从固态直接变为气态的现象叫做升华，物质在升华过程中要吸热，物质从气态直接变为固态的现象叫做凝华，物质在凝华过程中要放热. 11．【答案】凝华；吸收 【解析】【解答】（1）霜是由于气温骤然降低，空气中的水蒸气遇冷变成了固体小冰晶，是凝华现象； （2）“雪后寒”是因为雪在熔化过程中要吸收热量，使得化雪的时候气温较低。 【分析】（1）（2）根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称。 12．【答案】凝华；不变；放热 【解析】【解答】饺子放入冰箱冷冻后再取出时，饺子表面有一层白霜，白霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的；水在沸腾过程继续吸热，温度保持不变；打开锅盖取粽子时，水蒸气遇到温度较低的空气液化为小水滴，液化放热，要注意防烫伤； 故填凝华；不变；放热. 【分析】本题考查了物态变化的判断，属于热学基础知识的考查，解决此类题目的关键是抓住物质前后的状态变化。 13．【答案】凝华；吸收；熔化 【解析】【解答】寒冷的冬天，户外温度比较低，眉毛或胡子上形成的“白霜”是水蒸气遇冷凝华形成的。用3D打印技术制造钛合金零件，钛合金粉末在高温下由固态变为液态，发生了熔化现象，该过程吸收热量，然后按照构件形状重新结晶成型。 【分析】气体直接变为固体是凝华现象；固体变为液体是熔化现象，熔化吸热。 14．【答案】(1)在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气； (2)实验方案：将碘颗粒放在烧瓶中，将烧瓶浸没在正在加热的热水中观察碘状态的变化； 说明：碘的熔点是113.6℃，烧杯中水的温度最高为100℃，水温低于碘的熔点，碘不会熔化，碘一直处于固态，出现的碘蒸气只能是固态直接变成的。 【解析】【解答】(1)在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气； (2)实验方案：将碘颗粒放在烧瓶中，将烧瓶浸没在正在加热的热水中观察碘状态的变化； 说明：碘的熔点是113.6℃，烧杯中水的温度最高为100℃，水温低于碘的熔点，碘不会熔化，碘一直处于固态，出现的碘蒸气只能是固态直接变成的。 【分析】升华：物质由固态直接变成气态的过程，升华吸热 学科网（北京）股份有限公司 $$