4 升华和凝华（表格式教学设计）物理教科版2024八年级上册

该初中物理教学设计聚焦升华和凝华的概念、吸放热特点及应用，通过展示霜、雾凇、冰冻衣服晾干等生活场景，以问题引导学生联系已学的熔化、凝固等物态变化，搭建新旧知识衔接的学习支架。 资料以“碘的升华凝华”实验为核心，通过水浴加热控制温度（低于碘熔点）培养科学探究中的实验设计与控制变量能力，结合干冰舞台烟雾、人工降雨等实例，引导学生用科学思维解释现象，强化物理观念。为教师提供结构化教学流程，助力学生提升知识应用意识与探究能力。

4 升华和凝华（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 4 升华和凝华 教学 目标 物理观念 1.通过生活实例和实验，知道升华和凝华的定义； 2.明确升华吸热、凝华放热的特点，能准确区分生活中的升华和凝华现象； 科学思维 1.通过分析碘的升华凝华实验过程，培养逻辑推理能力； 2.能结合物态变化吸放热规律解释干冰等物质的应用原理； 科学探究 1.经历“碘的升华和凝华”实验探究过程，掌握控制变量法 2.提升实验操作、观察和分析实验现象的能力； 科学态度 与责任 1.通过了解升华和凝华在生活、科技中的应用 2.认识物理知识的实用价值，增强将知识应用于实际的意识，培养关注生活、热爱科学的态度。 教学 重难点 一、教学重点 1.理解升华和凝华的概念，明确两种物态变化的方向（固态↔气态直接转化）； 2.掌握升华吸热、凝华放热的特点； 3.识别生活中的升华和凝华现象，并能结合吸放热规律解释其原理。（重点） 二、教学难点 1.区分“升华”与“先熔化再汽化”、“凝华”与“先液化再凝固”，理解“直接转化”的含义； 2.解释干冰应用（如舞台烟雾、人工降雨）的物理原理，将物态变化规律与实际场景结合； 3.理解“碘的升华和凝华”实验中“水浴加热”的设计目的（控制温度低于碘的熔点，避免熔化干扰）。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 1.展示生活场景图片/视频：初冬霜覆盖大地、树枝上的雾凇、室外冰冻的衣服逐渐晾干； 2.提出问题引导思考：“霜和雾凇是怎么形成的？它们是由水的哪种状态变成的？冰冻的衣服没有熔化，为什么能晾干？” 3.过渡：这些现象无法用之前学的熔化、凝固、汽化、液化解释，今天学习两种新的物态变化——升华和凝华。 观察图片/视频，回忆生活中的类似场景；围绕问题分组讨论，尝试表达自己的猜想带着疑问进入新课学习。 学习新课 一、探究升华和凝华的概念 一、探究升华和凝华的概念 1.演示“碘的升华和凝华”实验： （1）介绍实验器材：装有固态碘的密封试管、水浴加热装置（烧杯、水、酒精灯、石棉网）、冷水； （2）提问引导思考：“碘的熔点是113.7℃，酒精灯火焰温度达500℃，如何避免碘熔化，让它直接变成气态？”（引导学生想到“水浴加热”，因为标准大气压下水沸点100℃，低于碘的熔点）； （3）进行实验：①水浴加热试管中的固态碘，让学生观察试管内现象（固态碘逐渐减少，出现紫红色气态碘）；②停止加热，将试管放入冷水中，观察现象（紫红色气态碘逐渐消失，试管壁出现黑色固态碘）； 2.总结概念： （1）结合实验现象，定义升华：物质从固态直接变为气态的过程（如碘由固态→气态），强调“直接”； （2）定义凝华：物质从气态直接变为固态的过程（如碘由气态→固态），同样强调“直接”； （3）引导学生对比实验前后温度变化，结合之前物态变化规律，得出“升华吸热、凝华放热”的结论。 例1如图-1所示，把干冰放入水中时，在水面上方会出现大量“白雾”，这种“白雾”的本质是 （选填“水蒸气”“二氧化碳气体”或“小水珠”）。如图-2所示，把干冰放入试管中，在试管口套一个气球，气球会鼓起来。这是因为干冰发生了 （填物态变化名称），一段时间后，试管底部的外壁出现了白霜，这是因为试管外水蒸气 （填物态变化名称）形成霜。 【答案】 小水珠 升华 凝华 【详解】[1]把干冰放入水中时，会发现在水面上方会出现大量“白雾”，这种“白雾”的本质是由空气中的水蒸气经过液化而形成的小水珠。 [2]把干冰放入试管中，干冰升华为气态，气球体积会逐渐变大，气球中的气体是二氧化碳，它是干冰升华形成的。 [3]干冰升华过程中需要吸收热量，使试管底部温度降低，一段时间后，试管底部的外壁出现了白霜，白霜是靠近试管外壁的水蒸气凝华形成的。 1.观察实验器材，理解各器材的作用； 2.思考教师提出的问题，参与讨论“避免碘熔化的方法”，理解水浴加热的原理； 3.仔细观察实验现象，记录：加热时固态碘减少、出现气态碘；降温时气态碘消失、出现固态碘； 4.结合实验现象，理解“直接转化”的含义，记忆升华、凝华的概念及吸放热特点。 新课讲授 二、生活中的升华和凝华现象 1.展示实例，引导分析： （1）升华实例：樟脑球变小（固态樟脑球→气态）、冰冻衣服晾干（固态冰→气态水蒸气）； （2） 凝华实例：霜（气态水蒸气→固态小冰晶）、雾凇（气态水蒸气→固态小冰晶）、窗户玻璃上的冰花（室内气态水蒸气→固态小冰晶）； 水蒸气的凝华 活动 ：用碎冰、盐、易拉罐、搅拌棒来制造一个低温环境，看看空气中的 水蒸气能不能凝华。 封装好后擦干易拉罐外壁，等待实验现象。 提醒学生：等待实验现象的过程中不要触碰易拉罐，以免影响实验效果。 （3）展示变黑的钨丝灯，解释灯泡变黑过程中的物态变化。然后，请学 生说一说身边的升华或凝华现象，并试着分析吸热和放热情况。 提问：“这些现象中，物质的状态如何转化？是否需要吸热或放热？” 【例题2】卫生间的固体清新剂，过一段时间会变小，是因为发生了 （填写物态变化名称）；夏天人们常用喷雾杀虫剂灭蚊，当按钮被按下时喷嘴喷出一定的药剂后，会感觉到金属罐变凉，这是因为液态的药剂在喷出后，迅速 （填写物态变化名称）为气态，并 （选填“吸收”或“放出”）热量，使金属罐温度降低，所以会感觉金属罐变凉。 【答案】 升华 汽化 吸收 【详解】[1]卫生间的固体清新剂，在常温下达不到熔化所需要的温度，不会熔化，过一段时间会变小，是由固态直接变成了气态，发生了升华现象。 [2][3]喷雾杀虫剂在瓶内是液态的，当喷出后压力减小，由液态变为气态，发生了汽化现象，汽化吸热有致冷作用，使金属罐温度降低，所以会感觉金属罐变凉。 知道了液化的概念，了解了更多的生活现象 知道了液化的两种方法 新课讲授三：升华和凝华的应用——干冰 问题三：电视剧《西游记》里演“天宫 ”情境时，会出现白色的“仙气 ”， 这些“仙气 ”实际上和厨房的“ 白气 ”是一样的。大量的“仙气 ”是怎么制作出 来的呢？ 1.介绍干冰：固态二氧化碳，常温下可直接升华，升华时吸收大量热； 2.展示干冰应用场景： （1）食品运输：干冰升华吸热，降低周围温度，防止食品腐烂变质； （2）舞台烟雾：干冰升华吸热，使周围水蒸气液化成小水珠或凝华成小冰晶，形成“烟雾”； （3）人工降雨：干冰撒入云层，升华吸热使云层温度骤降，水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶，下落形成雨； 3.提问：“干冰的这些应用，利用了升华的什么特点？”（引导学生回答“升华吸热”）。 例3在学校艺术节的舞台剧表演中，老师打开装有干冰的容器，舞台上很快就出现了云雾效果，如图所示。请简要说明其中的物理原理。 【答案】见解析 【详解】老师打开装有干冰的容器，舞台上很快就出现了云雾效果，是因为干冰在空气中升华吸收热量，导致空气的温度骤降，空气中的水蒸气越冷液化成水珠，出现了白雾。 结合生活实例分析，帮助学生将概念与实际联系，强化对升华、凝华的识别和理解，落实“物理走向社会”的理念； 介绍干冰的应用，让学生体会知识的实用性，提升学习兴趣和科学素养。 课 堂 练 习 1.下列关于物态变化的说法中，不正确的是（   ） A．衣柜里的樟脑丸变小了，属于汽化现象 B．发烧时在身体上擦些酒精来降低体温是因为酒精蒸发时要吸热 C．冬天，窗户玻璃上的冰花的形成，属于凝华现象 D．露珠的形成，属于液化现象 【答案】A 【详解】A．衣柜里的樟脑丸变小了，是由固态直接变成了气态，属于升华现象，故A错误，符合题意； B．蒸发吸热具有致冷作用，酒精很容易蒸发，发烧时在身体上擦些酒精来降低体温是因为酒精蒸发时要吸热，故B正确，不符合题意； C．窗户玻璃上的冰花的是空气中热的水蒸气在遇到极低温度时直接变成了小冰晶，属于凝华现象，故C正确，不符合题意； D．露珠是空气中热的水蒸气遇冷后变的小水珠形成，属于液化现象，故D正确。 故选A。 2．在医疗羡容领域，有的皮肤科医生用干冰来治疗青春痘，这种治疗就是所谓的冷冻治疗。因为干冰 时需要 （选填“吸热”或“放热”），可以将皮肤轻微地冷冻起来，便于青春痘的治疗。 【答案】 升华 吸热 【详解】[1][2]干冰是固态二氧化碳，常温下易由固态直接变为气态发生升华现象，升华吸热，可以使皮肤的温度快速降低冷冻。 3．生活中的一些现象蕴含着物理知识。如图-1所示，刚从冰箱中取出的冻肉上有一层霜，这是 形成的。如图-2所示，放在衣柜里的樟脑丸逐渐变小了，这是 现象。如图-3所示，游泳者出水后，水分 吸热导致身体会感到冷。 【答案】 凝华 升华 蒸发 【详解】[1]霜是水蒸气从气态直接变成固态形成的，属于凝华现象。 [2]衣柜里的樟脑丸逐渐变小了，樟脑丸从固态直接变成气态，属于升华现象。 [3]水分蒸发时需要吸热，因此游泳者出水后，身体会感到冷。 4．学习了物态变化的知识，下列说法正确的是（   ） A．放在衣橱里的樟脑丸，时间久了会明显变小，是因为樟脑丸蒸发跑掉了 B．冬天玻璃窗外表面上会结“冰花”，是凝华现象 C．冬天戴眼镜的人从温暖的室内走到寒冷的室外，镜片会变模糊是液化现象 D．雪糕周围冒的“冷气”，泡方便面时碗里冒“热气”，“冷气”和“热气”都是小水滴 【答案】D 【详解】A．放在衣橱里的樟脑丸时间久了明显变小是因为樟脑丸发生了升华现象，故A错误； B．冬天室外温度低，玻璃窗内表面结“冰花”是室内的水蒸气遇冷直接变成小冰晶的过程，属于凝华现象，故B错误； C．冬天戴眼镜的人从温暖的室内走到寒冷的室外，镜片不会变模糊，故C错误； D．肉眼能看到的“白气”本质上都是大量的小液滴，是水蒸气遇冷液化形成的，故D正确。 故选D。 5．巧克力握在手中一会儿就会变软了。下列情景中的物态变化与“巧克力变软”相同的是（　　） A．湿衣服晾干 B．蜡烛“流泪” C．冰箱里的水蒸气结成霜 D．“钢水”浇铸成工件 【答案】B 【详解】“巧克力变软”是巧克力吸收热量由固态变成液态，是液化现象。 A．湿衣服晾干，是衣服上的水吸热变成气态的水蒸气，是汽化现象，故A不符合题意；     B．蜡烛“流泪”是蜡烛吸收热量由固态变成液态，是液化现象，故B符合题意； C．冰箱里的水蒸气结成霜，由气态变成固态，是凝华现象，故C不符合题意； D．“钢水”浇铸成工件，液态的钢水放热变成固态的钢，是凝固现象，故D不符合题意。 故选B。 6．A、B两个实验小组，分别用水浴加热（图甲）和用酒精灯（图乙）加热碘锤的方法观察“固态碘升华”过程。通过查阅资料可知：在标准大气压下。酒精灯外焰的温度约为500℃，碘的熔点为113.7℃。则关于这两组实验说法正确的是（   ） A．两组实验中出现的紫色碘蒸气，都仅是由固态碘升华形成的 B．两组实验中紫色碘蒸气的形成，都经历了由固态变液态的过程 C．应该采用甲图装置加热碘锤，更利于观察固态碘的升华 D．应该采用乙图装置加热碘锤，更利于观察固态碘的升华 【答案】C 【详解】A．甲实验中，水浴加热最高温度是100℃，低于碘的熔点，所以甲实验中出现的紫色碘蒸气一定是固态碘升华形成的，而乙实验中酒精灯外焰的温度高于碘的熔点，所以乙实验中出现的紫色碘蒸气有一部分是固态碘升华形成的，还有一部分是固态碘熔化成液态碘，液态碘再汽化形成的，故A错误； B．甲实验中出现的紫色碘蒸气是由固态直接变为气态的过程，没有经历由固态变液态的过程，故B错误； CD．甲实验中出现的紫色碘蒸气全部都是由固态碘升华形成的，而乙实验中出现的紫色碘蒸气还有固态碘熔化成液态碘，液态碘再汽化形成的部分，所以采用甲图装置加热碘锤更利于观察固态碘的升华，故C正确，D错误。 故选C。 7．碘锤装置是在密封的玻璃管内装入少量固态碘。 (1)如图甲，小桔将碘锤放入热水中。玻璃管中固态碘逐渐消失， （填物态变化的名称）为紫色的碘蒸气并充满玻璃管。下列生活实例与此实验原理相同的是 ； A．衣柜里防虫用的樟脑片，过一段时间会变小，最后不见了 B．洒在地上的水过一会儿就不见了 (2)小福认为按照图乙的方法加热碘锤，实验现象更明显。小桔通过查阅资料得知：在标准大气压下碘的熔点是113.5℃，酒精灯的外焰温度高于400℃。于是推翻了小福的观点，因为碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会 并且 （以下两空均填物态变化的名称）； (3)将甲图中的碘锤从热水中拿出，再放入凉水中，目的是： ；过一段时间会观察到玻璃管中紫色的碘蒸气逐渐消失，管壁有附着的碘成小颗粒状，说明了碘蒸气发生 （填物态变化的名称），这个过程需要 热量。 【答案】(1) 升华 A (2) 熔化 汽化 (3) 使碘蒸汽降温 凝华 放出 【详解】（1）[1][2]固态碘逐渐消失，紫色的碘蒸气出现，物质从固态到气态发生的物态变化叫做升华；樟脑丸变小也是发生了从固态到气态的物态变化，是升华现象；洒在地上的水过一会儿就不见了是水从液态变成了气态，这个物态变化叫汽化，故A符合题 意，B不符合题意。 故选A。 （2）[1][2]碘的熔点是113.5℃，酒精灯的外焰温度可以达到400℃以上，所以按照图乙的方法加热碘，达到碘的熔点以后，碘先熔化后变为碘蒸汽，先熔化后汽化。 （3）[1][2][3]将甲图中的碘锤从热水中拿出，再放入凉水中，给碘蒸汽降温，使碘蒸汽遇冷变为固态的小颗粒，发生凝华现象，因此紫色的碘蒸气逐渐消失。该过程需要放热。 8.在课堂上，老师把几块干冰（固态的二氧化碳）放入装有冷水的烧杯中，小延发现水中形成了大量的气泡，并且在烧杯周围产生了大量的白雾，如图所示。请你说明产生气泡以及白雾的物态变化名称并解释产生该现象的原因。 【答案】见解析 【详解】水中有大量的气泡的原因是：水中干冰吸热升华，产生大量的CO2气体；在烧杯周围产生了大量的白雾的原因：干冰升华时吸热使烧杯周围温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成大量白雾。 课 堂 小 结 板 书 设 计 升华和凝华 一、概念及吸放热 1.升华：固态→气态（直接转化）吸热实例：樟脑球变小、冰冻衣服晾干、干冰升华 2.凝华：气态→固态（直接转化）放热实例：霜、雾凇、玻璃上的冰花 二、实验：碘的升华和凝华 1.升华：水浴加热（100℃<113.7℃）→固态碘→气态碘（紫红色） 2.凝华：冷水降温→气态碘→固态碘（黑色） 三、应用：干冰（固态CO₂） 1.食品保鲜：升华吸热降温 2.舞台烟雾：升华吸热→水蒸气液化/凝华 3.人工降雨：升华吸热→水蒸气液化/凝华 作业 布置 1. 配套同步分层作业 教学反思 升华和凝华是物态变化中的一组现象，与前面学习的四种现象一起构成完整的物态变化体系。尽管升华和凝华现象并不少见，但不易被学生注意，而且气体不易看见，难以直接观察到。本节课的设计力求从生活出发，利用学生的感性认识和直观体验，辅以多媒体课件呈现一些不太常见的现象，为学生创设了多种多样的情境，充分调动学生的学习积极性，能够让学生学得轻松愉快，不同程度的学生都得到了提高。 / 学科网（北京）股份有限公司 $