四、升华和凝华（导学案）物理苏科版2024八年级上册

四、升华和凝华 （导学案） 【学习目标】 1．知道升华是物质由固态直接变为气态的过程，凝华是物质由气态直接变为固态的过程。 2．知道升华吸热、凝华放热； 3．能列举生活和自然界中的升华、凝华现象，能用升华和凝华解释简单物理现象； 【学习重点】 1．升华和凝华的概念及吸放热特点； 2．解释生活实例如樟脑丸变小、灯泡变黑、霜的形成等。 【学习难点】 1．通过分析升华凝华前后物质所处的状态，弄清定义中“直接”的含义； 2．了解升华和凝华的能量传递过程。 【自主预习】阅读教材，完成下问题： 1．物质由固态 变为气态叫作升华，由气态 变为固态叫作凝华。 2．物质升华需要 ，凝华则会 。 3．樟脑球变小、冰冻的衣服直接变干等，都是 现象；冷冻疗法、干冰保温，都是利用干冰 起到制冷的作用。 4．霜、雪、雾凇、冰花等都是由于 遇冷 形成的。 5．人工降水：可以播撒干冰，利用干冰 吸收大量的 ，使云层中的 增多、 增大，从而形成降水。 【探究新知】 探究一、升华和凝华 （一）观察“碘锤”中的物态变化 【进行实验】 （1）如图所示，密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，打开电吹风机热风挡对碘锤加热。观察碘的状态发生了什么变化。 （2）当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，观察冷却过程中碘的状态变化。 【思考】在整个过程中，你有没有看到液态的碘？这说明了什么？ 【实验现象】 （1）密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，打开电吹风机热风挡对碘锤加热时，发现有紫色的碘蒸气产生，无液态的碘出现。 （2）当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，发现紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上附着一层固态的碘粒，无液态碘出现。 【实验分析】 试管内固态碘受热时，有紫色的碘蒸气产生，说明变成了气态的碘。当停止加热时，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上看到附着一层固态的碘粒，是气态碘又变成了固态的碘。 【实验结论】 固态碘可以直接变成气态碘，气态碘也可以直接变成固态碘。 （二）升华和凝华 1．物质由固态直接变为气态叫作升华，由气态直接变为固态叫作凝华。 物质升华需要吸热，凝华则会放热。 气态 固态 升华 凝华 【反思与评价】 （1）实验中采用电吹风机热风挡加热，如果用酒精灯直接加热可行吗？ （2）实验中我们采用电吹风机热风挡加热，有没有可能碘也先熔化？ （三）采用“水浴法”观察碘的升华和凝华 （1）在密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，将玻璃泡浸入开水中，如图所示。仔细观察碘的状态发生了什么变化？ （2）当紫红色的碘蒸汽弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，将玻璃泡从水中取出，仔细观察冷却过程中碘的状态变化。 （3）在整个过程中，观察有没有液态的碘出现。 【例题1】碘蒸气一定是碘升华形成的吗？小丽观察课本中“碘的升华”实验后，设计了如图所示的装置来优化实验。为避免升华管中的碘粒先发生熔化后再发生______（选填物态变化名称）变为碘蒸气，烧杯中液体的沸点应_________________ 。 【例题2】小明在探究物态变化的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。 （1）已知酒精灯外焰的温度约510 ℃ ，标准大气压下，碘的熔点为113.5 ℃ 。上述设计中，更合理的方案是______（选填“甲”或“乙”）； （2）为进一步探究此类现象，他用干冰进行了下列实验：在烧杯中放入适量的水，向水中放入一小块干冰，观察到水中很快有大量气泡产生，同时水面有大量白气，如图丙所示。实验中，水中大量的气泡是由干冰______形成的，水面上大量的白雾是由水蒸气______形成的。 学习新课 二、升华和凝华现象 （一）升华现象 （1）橱柜里的樟脑球过一段时间后变小了，最后不见了。 （2）冬天，挂在外面的湿衣服上结的冰没有熔化，过了一段时间衣服也晾干了。 （3）医学手术：现在医学中利用的“冷冻疗法”，就是把干冰放在病变组织上，利用干冰升华吸热迅速降温冷冻，使组织坏死，达到不用“动刀”而治愈的目的。 （二）凝华现象 （1）霜的形成：霜是指贴近地面空气中的水蒸气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点以下，在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。通常出现在秋季至春季时间段。 （2）“雾凇”的形成：雾凇，俗称冰花、树挂等，是低温时空气中水蒸气直接凝华，或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物，是非常难得的自然奇观，表现为白色不透明的粒状结构沉积物。 （3）冰花的形成：冰花是指空气中水蒸气遇冷凝华成的小冰晶。水蒸气在平滑表面凝结成冰片，似无数花朵镶嵌而成，故称冰花。 （4）雪的形成：大气中的水蒸气直接凝华或水滴直接凝固而成，就是雪。也可说是云中的温度过低，小水滴结成冰晶，落到地面仍然是雪花时，就是下雪了。 （三）生活·物理·社会——人工降水 人工降水有三种常用方法：第一种是向云层中播撒冷却剂，如用飞机在适当的云层中播撒干冰，干冰升华吸收大量的热，使云层中的小冰晶增多、小水滴增大，从而形成降水；第二种是向高空播撒盐粉、碘化银等，作为吸附水汽、加速水蒸气液化或凝华的凝结核，使云层中的冰晶增多、小水滴增大，从而形成降水；第三种是用飞机在适当的云层中直接喷洒直径约为 0.05 mm 的小水滴，使云层中的小水滴相互合并变大，从而形成降水。 【例题3】下列物态变化中属于凝华的是（ ） A．春天冰雪消融 B．冬天雪雕越来越小 C．北方冬天的雾凇 D．草叶上水形成“冰挂” 【例题4】如图所示，先将冰块放入空易拉罐中，再加入适量的盐，用筷子将冰和盐搅拌均匀，用温度计可测得冰与盐水混合物的温度约为-7℃ ，空易拉罐底部可观察到有白霜生成。该实验说明，当冰与盐混合后，冰的熔点会______（选填“降低”或“升高”）。易拉罐底部的白霜是水蒸气_______（选填“液化”、“凝固”或“凝华”）形成的。 【例题5】为了更好的开展春耕和缓解干旱，某市进行人工降雨以增大降雨量，如图所示。人工降雨的原理是：将干冰撒在大气中，干冰迅速______并吸热，空气中的水蒸气有的液化成小水滴，有的______成小冰晶，冰晶在下落过程中______成水滴，形成降雨。（以上均填写物态变化名称） 【课堂总结】 四、升华和凝华 【课堂练习】 1．如图所示的物态变化中，属于升华现象的是（　　） A．浓雾消散 B．雾凇的形成 C．灯丝用久了变细 D．冰块在饮料中消失 2．水的物态变化使自然界有了雨、露、雾、霜、雪等千姿百态的奇观。关于图中水的物态变化，下列说法正确的是（ ） A．图甲小草上露的形成是液化现象 B．图乙树叶上霜的形成是凝固现象 C．图丙河面上冰的形成是凝华现象 D．图丁群山间雾的形成是升华现象 3．下列物态变化过程，属于吸收热量的一组是（　　） ①春天，冰雪化成水汇入溪流； ②夏天，清晨的花草上出现露珠 ③秋天，清晨的雾在太阳出来后散去； ④冬天，室外地面上出现了霜 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 4．古诗词是中华文化的精髓，对以下诗句中物态变化的分析正确的是（　　） A．“山明水净夜来霜，数树深红出浅黄。”霜的形成是凝固现象 B．“露重蝉鸣急，风多鸟宿难。”露的形成过程要吸收热量 C．“寒雨连江夜入吴，平明送客楚山孤。”雨的形成是凝华现象 D．“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”冰与雪的形成都要放热量 5．人工降雨常通过飞机在空中喷洒干冰来实现。干冰在空气中迅速吸热 ，从固体变成气体，使空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷 成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中熔化成水滴，水滴降落就形成了雨。（均选填物态变化的名称） 6．如图所示，观察碘的物态变化情况。 （1）微微加热密封有固态碘颗粒的玻璃锤，发现玻璃锤内没有出现液态碘就直接出现紫色碘蒸气，这是碘发生了 现象（填写物态变化名词）； （2）已知酒精灯火焰的温度约为400℃，1标准大气下碘的熔点为113.6℃，碘的沸点为184.3℃，甲图直接用酒精灯火焰加热玻璃锤，乙图用沸水加热玻璃锤。 图所示方案更合理，理由是这个方案可以防止碘发生 现象（填物态变化名词）。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 四、升华和凝华 （导学案） 【学习目标】 1．知道升华是物质由固态直接变为气态的过程，凝华是物质由气态直接变为固态的过程。 2．知道升华吸热、凝华放热； 3．能列举生活和自然界中的升华、凝华现象，能用升华和凝华解释简单物理现象； 【学习重点】 1．升华和凝华的概念及吸放热特点； 2．解释生活实例如樟脑丸变小、灯泡变黑、霜的形成等。 【学习难点】 1．通过分析升华凝华前后物质所处的状态，弄清定义中“直接”的含义； 2．了解升华和凝华的能量传递过程。 【自主预习】阅读教材，完成下问题： 1．物质由固态直接变为气态叫作升华，由气态直接变为固态叫作凝华。 2．物质升华需要吸热，凝华则会放热。 3．樟脑球变小、冰冻的衣服直接变干等，都是升华现象；冷冻疗法、干冰保温，都是利用干冰升华吸热起到制冷的作用。 4．霜、雪、雾凇、冰花等都是由于水蒸气遇冷凝华形成的。 5．人工降水：可以播撒干冰，利用干冰升华吸收大量的热，使云层中的小冰晶增多、小水滴增大，从而形成降水。 【探究新知】 探究一、升华和凝华 （一）观察“碘锤”中的物态变化 【进行实验】 （1）如图所示，密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，打开电吹风机热风挡对碘锤加热。观察碘的状态发生了什么变化。 （2）当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，观察冷却过程中碘的状态变化。 【思考】在整个过程中，你有没有看到液态的碘？这说明了什么？ 【实验现象】 （1）密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，打开电吹风机热风挡对碘锤加热时，发现有紫色的碘蒸气产生，无液态的碘出现。 （2）当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，发现紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上附着一层固态的碘粒，无液态碘出现。 【实验分析】 试管内固态碘受热时，有紫色的碘蒸气产生，说明变成了气态的碘。当停止加热时，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上看到附着一层固态的碘粒，是气态碘又变成了固态的碘。 【实验结论】 固态碘可以直接变成气态碘，气态碘也可以直接变成固态碘。 （二）升华和凝华 1．物质由固态直接变为气态叫作升华，由气态直接变为固态叫作凝华。 物质升华需要吸热，凝华则会放热。 气态 固态 升华 凝华 【反思与评价】 （1）实验中采用电吹风机热风挡加热，如果用酒精灯直接加热可行吗？ 碘是紫黑色晶体，熔点113. 5℃，酒精灯外焰的平均温度为519.9 ℃。因为酒精灯外焰的平均温度高于碘晶体的熔点，所以碘要先发生熔化，则不能看到升华现象，所以不能用酒精灯直接加热。 （2）实验中我们采用电吹风机热风挡加热，有没有可能碘也先熔化？ 吹风机的热风温度一般在60℃~80℃之间，低于碘的熔点113℃，所以碘不会熔化，所以在整个过程中，不会出现液态的碘，则我们可以看到升华现象。 （三）采用“水浴法”观察碘的升华和凝华 （1）在密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，将玻璃泡浸入开水中，如图所示。仔细观察碘的状态发生了什么变化？ （2）当紫红色的碘蒸汽弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，将玻璃泡从水中取出，仔细观察冷却过程中碘的状态变化。 （3）在整个过程中，观察有没有液态的碘出现。 【例题1】碘蒸气一定是碘升华形成的吗？小丽观察课本中“碘的升华”实验后，设计了如图所示的装置来优化实验。为避免升华管中的碘粒先发生熔化后再发生______（选填物态变化名称）变为碘蒸气，烧杯中液体的沸点应_________________ 。 【答案】 汽化 低于碘的熔点 【解析】 想要避免升华管中的碘粒先发生熔化后再发生汽化变为碘蒸气，那么她就需要选择一个合适的液体来加热碘粒。这个液体的沸点应该低于碘的熔点，这样当液体沸腾时，它的温度就不会再升高，从而保证了碘粒的温度不会超过它的熔点，也就避免了碘粒先熔化再汽化的过程。 【例题2】小明在探究物态变化的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。 （1）已知酒精灯外焰的温度约510 ℃ ，标准大气压下，碘的熔点为113.5 ℃ 。上述设计中，更合理的方案是______（选填“甲”或“乙”）； （2）为进一步探究此类现象，他用干冰进行了下列实验：在烧杯中放入适量的水，向水中放入一小块干冰，观察到水中很快有大量气泡产生，同时水面有大量白气，如图丙所示。实验中，水中大量的气泡是由干冰______形成的，水面上大量的白雾是由水蒸气______形成的。 【答案】 乙 升华 液化 【解析】（1）探究“碘的升华”时，酒精灯外焰的温度约为510℃，标准大气压下，碘的熔点为113.5℃，而水的沸点是100℃，水的沸点低于碘的熔点而酒精外焰的温度高于碘的熔点，所以更合理的是方案乙，可以防止碘发生先熔化后汽化最终变为碘蒸气，更好地观察到碘升华的现象。 （2）干冰是固态二氧化碳，向水中放入一小块干冰，干冰发生升华现象，产生大量的二氧化碳气体，所以水中大量的气泡是干冰升华形成的；干冰升华时从周围吸收大量热，使水温迅速下降，水面上大量的白雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴。 学习新课 二、升华和凝华现象 （一）升华现象 （1）橱柜里的樟脑球过一段时间后变小了，最后不见了。 （2）冬天，挂在外面的湿衣服上结的冰没有熔化，过了一段时间衣服也晾干了。 （3）医学手术：现在医学中利用的“冷冻疗法”，就是把干冰放在病变组织上，利用干冰升华吸热迅速降温冷冻，使组织坏死，达到不用“动刀”而治愈的目的。 （二）凝华现象 （1）霜的形成：霜是指贴近地面空气中的水蒸气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点以下，在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。通常出现在秋季至春季时间段。 （2）“雾凇”的形成：雾凇，俗称冰花、树挂等，是低温时空气中水蒸气直接凝华，或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物，是非常难得的自然奇观，表现为白色不透明的粒状结构沉积物。 （3）冰花的形成：冰花是指空气中水蒸气遇冷凝华成的小冰晶。水蒸气在平滑表面凝结成冰片，似无数花朵镶嵌而成，故称冰花。 （4）雪的形成：大气中的水蒸气直接凝华或水滴直接凝固而成，就是雪。也可说是云中的温度过低，小水滴结成冰晶，落到地面仍然是雪花时，就是下雪了。 （三）生活·物理·社会——人工降水 人工降水有三种常用方法：第一种是向云层中播撒冷却剂，如用飞机在适当的云层中播撒干冰，干冰升华吸收大量的热，使云层中的小冰晶增多、小水滴增大，从而形成降水；第二种是向高空播撒盐粉、碘化银等，作为吸附水汽、加速水蒸气液化或凝华的凝结核，使云层中的冰晶增多、小水滴增大，从而形成降水；第三种是用飞机在适当的云层中直接喷洒直径约为 0.05 mm 的小水滴，使云层中的小水滴相互合并变大，从而形成降水。 【例题3】下列物态变化中属于凝华的是（ ） A．春天冰雪消融 B．冬天雪雕越来越小 C．北方冬天的雾凇 D．草叶上水形成“冰挂” 【答案】 C 【解析】A．春天来了，冰雪消融属于熔化现象，故A不符合题意； B．冬天雪雕越来越小是因为发生了升华现象，故B不符合题意； C．北方冬天的雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，故C符合题意 D．草叶上水形成“冰挂”是凝固现象，故C不符合题意；故D不符合题意。 故选C。 【例题4】如图所示，先将冰块放入空易拉罐中，再加入适量的盐，用筷子将冰和盐搅拌均匀，用温度计可测得冰与盐水混合物的温度约为-7℃ ，空易拉罐底部可观察到有白霜生成。该实验说明，当冰与盐混合后，冰的熔点会______（选填“降低”或“升高”）。易拉罐底部的白霜是水蒸气_______（选填“液化”、“凝固”或“凝华”）形成的。 【答案】 降低 凝华 【解析】冰的熔点为0℃，放入盐后，盐、冰、水的混合物温度为-7℃，说明加入盐后，冰的熔点变为-7℃，熔点降低了。 加入盐后的冰在熔化后，熔点很低，且在熔化时从周围吸收大量的热，使空气中的水蒸气温度降低，直接凝华成为固体，成了霜。 【例题5】为了更好的开展春耕和缓解干旱，某市进行人工降雨以增大降雨量，如图所示。人工降雨的原理是：将干冰撒在大气中，干冰迅速______并吸热，空气中的水蒸气有的液化成小水滴，有的______成小冰晶，冰晶在下落过程中______成水滴，形成降雨。（以上均填写物态变化名称） 【答案】 升华 凝华 熔化 【解析】用干冰进行人工降雨过程中，干冰进入云层会迅速升华变为二氧化碳气体，从空气中吸收大量的热量，导致空气温度急剧下降，空气内的水蒸气由气态直接变为固态小冰晶，发生凝华显现。 [3]冰晶在下落过程克服摩擦做功，温度升高，内能增加，又熔化为液态水，从而形成人工降雨。 【课堂总结】 四、升华和凝华 【课堂练习】 1．如图所示的物态变化中，属于升华现象的是（　　） A．浓雾消散 B．雾凇的形成 C．灯丝用久了变细 D．冰块在饮料中消失 【答案】C 【解析】A．雾是水蒸气液化成的小水珠，浓雾消散是小水珠汽化变成水蒸气的过程，故A不符合题意； B．雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，故B不符合题意； C．灯丝用久了变细，是因为灯丝工作时温度很高，灯丝升华成为了钨蒸气，故C符合题意； D．冰块在饮料中消失是因为冰熔化变成了水，故D不符合题意。 故选C。 2．水的物态变化使自然界有了雨、露、雾、霜、雪等千姿百态的奇观。关于图中水的物态变化，下列说法正确的是（ ） A．图甲小草上露的形成是液化现象 B．图乙树叶上霜的形成是凝固现象 C．图丙河面上冰的形成是凝华现象 D．图丁群山间雾的形成是升华现象 【答案】A 【解析】A．小草上露是空气中水蒸气遇冷液化形成的，故A正确； B．树叶上霜是空气中的水蒸气凝华而成的，故B错误； C．河面上冰是水由液态变成固态，属于凝固现象，故C错误； D．群山间雾是空气中水蒸气遇冷液化形成的，故D错误。 故选A。 3．下列物态变化过程，属于吸收热量的一组是（　　） ①春天，冰雪化成水汇入溪流； ②夏天，清晨的花草上出现露珠 ③秋天，清晨的雾在太阳出来后散去； ④冬天，室外地面上出现了霜 A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 【答案】B 【解析】①冰雪化成水是固态变成液态的熔化过程，吸收热量； ②露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，放出热量； ③清晨的雾在太阳出来后散去，由液态汽化为水蒸气，吸热量； ④霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，放出热量； 所以，吸收热量的是①③。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．古诗词是中华文化的精髓，对以下诗句中物态变化的分析正确的是（　　） A．“山明水净夜来霜，数树深红出浅黄。”霜的形成是凝固现象 B．“露重蝉鸣急，风多鸟宿难。”露的形成过程要吸收热量 C．“寒雨连江夜入吴，平明送客楚山孤。”雨的形成是凝华现象 D．“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”冰与雪的形成都要放热量 【答案】D 【解析】霜的形成是凝华现象；露的形成是液化现象，要放出热量；雨的形成是液化现象。所以选项ABC都错误。 冰与雪的形成是凝华现象，其过程都要放热量，D选项正确。 故选D。 5．人工降雨常通过飞机在空中喷洒干冰来实现。干冰在空气中迅速吸热 ，从固体变成气体，使空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷 成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中熔化成水滴，水滴降落就形成了雨。（均选填物态变化的名称） 【答案】 升华 凝华 【解析】干冰是固态的二氧化碳，干冰易升华，升华时要从周围空气中吸收大量的热量，从而使周围空气的温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷凝华成小冰粒，小冰粒下落过程中又熔化为小水滴，降落到地面形成雨。 6．如图所示，观察碘的物态变化情况。 （1）微微加热密封有固态碘颗粒的玻璃锤，发现玻璃锤内没有出现液态碘就直接出现紫色碘蒸气，这是碘发生了 现象（填写物态变化名词）； （2）已知酒精灯火焰的温度约为400℃，1标准大气下碘的熔点为113.6℃，碘的沸点为184.3℃，甲图直接用酒精灯火焰加热玻璃锤，乙图用沸水加热玻璃锤。 图所示方案更合理，理由是这个方案可以防止碘发生 现象（填物态变化名词）。 【答案】 升华 乙 熔化 【解析】（1）物质由固态直接变为气态，属于升华现象。 （2）选用乙图更合理，标准气压下水的沸点为100℃且沸腾后保持不变，此时碘发生升华现象，而直接在火焰上加热，因为火焰的温度超过碘的熔点和沸点，碘会熔化，再汽化，而不是升华现象。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$