4.4 升华和凝华（讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

第四章 物质的形态及其变化 4.4 升华和凝华 课标要点 1．知道升华和凝华的概念，认识升华、凝华是固态和气态之间的直接物态变化。 2．通过碘的升华、凝华实验，理解升华吸热、凝华放热的规律。 3．能够识别生活中升华、凝华现象，会解释霜、冰花、樟脑丸变小等现象。 4．了解干冰的应用，理解人工降雨、舞台白雾的物理原理。 5．能够完整梳理六种物态变化的吸放热，建立完整的物态变化知识体系。 学习重难点 重点：升华、凝华概念；升华吸热、凝华放热；生活中升华与凝华现象辨析。 难点：区分凝华与液化；干冰相关现象原理分析；六种物态变化综合区分。 知识点 升华 1．升华的定义 物理学中，把物质由固态直接变为气态的过程，叫做升华。升华过程不需要经过液态。 2．实验：观察碘的升华 把少量固态碘放入密封试管，将试管放入热水中，固态碘直接变成紫色碘蒸气，没有出现液态碘。说明固态碘可以直接升华为气态。 3．升华吸热 物质在升华过程中要吸收热量，升华具有制冷作用。 4．生活中的升华现象 严冬，结冰的湿衣服也可以晾干：冰直接升华为水蒸气； 衣橱内的樟脑丸，越变越小，最后消失：樟脑丸固态直接升华为气体； 干冰（固态二氧化碳）在常温下直接升华为二氧化碳气体。 易错提醒 ① 升华是固态直接变成气态，不经过液态，不是先熔化再汽化。 ② 干冰升华变成二氧化碳气体，二氧化碳气体无色，我们看到的白雾不是二氧化碳。 随学随练 1．填写下列现象中物态变化的名称：严冬之夜，从室外进入温暖的室内眼镜上会出现一片水雾，这是______现象；结冰的衣服也能晾干，这是______现象；夏天地面上的水很快就消失了，这是______现象。 【答案】 液化 升华 汽化（蒸发） 【解析】[1]水雾是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水滴。 [2]结冰的衣服也能晾干，是物质从固态直接变为气态叫升华。 [3]夏天地面上的水很快就消失了，是物质从液态变为气态叫汽化。 2．在下列几种物态变化现象中，属于凝固的是___________；属于升华的是___________；属于汽化的是___________（以上填序号） ①晾在室外的湿衣服变干了 ②夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白汽” ③冬天，河面上结了一层冰 ④放在衣柜里的樟脑丸会越来越小，最后“消失”了 ⑤严冬的深夜，教室窗玻璃的内表面上有一层冰花 ⑥铺柏油马路时，将沥青块放在铁锅中加热。 【答案】 ③ ④ ① 【解析】[1][2][3]①晾在室外的湿衣服变干了，衣服上的水变成水蒸气，是汽化现象。②夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白汽”，是水蒸气遇冷液化形成。③冬天，河面上结了一层冰，液态的水变为固态的冰是凝固现象。④放在衣柜里的樟脑丸会越来越小，最后“消失”了，樟脑丸由固态变为气态是升华现象。⑤严冬的深夜，教室窗玻璃的内表面上有一层冰花，是水蒸气遇冷凝华形成的。⑥铺柏油马路时，将沥青块放在铁锅中加热，由固态变成液态，是熔化现象。故属于凝固的是③；属于升华的是④；属于汽化的是①。 知识点 凝华（重点） 1．凝华的定义 物理学中，把物质由气态直接变为固态的过程，叫做凝华。凝华也不经过液态。 2．实验：观察碘的凝华 把充满碘蒸气的试管从热水取出，冷却后，试管内壁出现固态碘颗粒，碘蒸气直接变成固态碘，发生凝华。 搪瓷杯中放入冰盐混合物，杯外壁出现一层霜，是空气中水蒸气直接凝华形成。 3．凝华放热 物质在凝华过程中要放出热量。 4．生活中的凝华实例 霜：空气中水蒸气遇冷直接凝华成固态小冰晶； 冬天玻璃窗上的冰花：室内高温水蒸气遇到冷玻璃直接凝华形成； 日光灯灯管两端的黑斑：钨丝先升华变成钨蒸气，钨蒸气遇到冷管壁凝华成固态钨。 易错提醒 ① 凝华：气态→直接固态；液化：气态→液态。霜、冰花是凝华；露、雾是液化，二者不要混淆。 ② 凝华需要温度很低，只有水蒸气遇急剧降温才会直接凝华为固态冰晶。 随学随练 1．寒冷的冬季，有时候家里的玻璃窗上结有漂亮的“冰花”。产生这种现象的原因是：冬天，室内大量热的水蒸气遇到冷的玻璃___________成小冰晶附在玻璃窗的___________（选填“内侧”或“外侧”）形成的。 【答案】 凝华 内侧 【解析】[1][2]物质由气态直接变为固态叫凝华，寒冷的冬季，室内的水蒸气遇到温度低的玻璃，在玻璃内侧凝华为小冰晶，并附着在玻璃窗的内侧，从而形成“冰花”。 2．日光灯用久了以后，灯管两端会出现黑斑，这些黑斑是钨丝中的钨 A．汽化而成 B．升华而成 C．先汽化后凝华而成 D．先升华后凝华而成 【答案】D 【解析】灯丝温度升高时，钨丝中的钨会由固态直接变成气态，发生升华现象形成钨蒸气；当气体遇到冷的玻璃时会直接变成固态，发生凝华现象，钨蒸气变成固态的钨附着在灯管两端，灯管两端会出现黑斑．所以这些黑斑是钨丝中的钨先升华后凝华而成，故D正确，选项ABC错误． 知识点 干冰的应用 1．干冰：固态二氧化碳，常温下极易升华，升华吸收大量热，可以快速降温。 2．人工降雨 飞机向高空冷云层播撒干冰； ①干冰迅速升华，从周围吸收大量热，高空温度急剧降低； ②高空中水蒸气遇冷直接凝华成小冰粒； ③小冰粒逐渐变大下落，遇到暖气流熔化，变成雨滴降落，形成降雨。 3．舞台"白雾"效果 舞台上撒干冰，干冰升华吸热，周围空气温度下降，空气中的水蒸气遇冷液化，形成大量小水珠，就是我们看到的白雾。 特别提醒 人工降雨包含三种物态变化：升华、凝华、熔化；舞台白雾是液化现象，不是干冰液化，干冰升华成无色二氧化碳气体。 随学随练 1．如图用干冰可以实施人工降雨。配备特殊装置的飞机将干冰撒入一定高度的冷云层中，干冰就会很快_________，并从周围吸收大量的热，使空气的温度急剧下降，于是高空中的部分水蒸气便_________成小冰粒，这些小冰粒逐渐变大而下落，遇到暖气流就_________为雨点降落到地面上，在一定条件下就形成降雨（均填物态变化名称）。 【答案】 升华 凝华 熔化 【解析】[1][2][3]用干冰进行人工降雨，固态干冰直接变为气态二氧化碳，这个过程叫升华，升华吸收热量，致使周围温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷凝华成固态小冰粒，小冰粒逐渐变大后下落，在下落过程中遇到暖气流就会吸热熔化而形成雨。 2．春节联欢晚会为了打造舞台效果，常用干冰（固态CO2）在舞台上产生淡淡的白雾.白雾是由于干冰升华吸热，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷_______形成的.晚上我们洗发之后，为了能使头发快速变干，我们会使用吹风机，吹风是为了加快液体上方的_______,使用热风档又是为了提高液体的_______，从而加快头发上水分的蒸发。 【答案】 液化 空气流动速度 温度 【解析】[1]干冰是一种非常容易升华的物质。当它升华时，会从周围空气吸收大量的热，导致空气温度急剧下降，使周围水蒸气放热，液化成为小水滴。 [2]电热吹风机吹湿头发，吹风是为了加快液体上方的空气流动速度，加快了头发上水分的蒸发。 [3]使用热风挡又是为了提高液体温度，加快了头发上水分的蒸发。 知识点 六种物态变化总结 物态变化 变化过程 吸放热 熔化 固态→液态 吸热 凝固 液态→固态 放热 汽化 液态→气态 吸热 液化 气态→液态 放热 升华 固态→气态 吸热 凝华 气态→固态 放热 特别提醒 吸热三兄弟：熔化、汽化、升华；放热三兄弟：凝固、液化、凝华。 随学随练 1．下列现象涉及的物态变化中，放热的是（     ） A．①②④ B．②④ C．①③ D．③⑤ 【答案】C 【解析】①露珠的形成是液化现象，放热；②洒出的水变干是汽化现象，吸热；③雾凇的形成是凝华现象，放热；④樟脑丸“消失”是升华现象，吸热；⑤蜡烛滴“泪”是熔化现象，吸热。故放热的是①③。 故选C。 2．寒假，小槟去北京旅游，恰逢下雪，如图整个北京银装素裹，别有一番风景，这其中包含许多热学知识，请回答1-3的问题。 （1）小槟发现路面结冰给人们出行带来了不便，环卫工人会在路面撒一些工业盐，这样做主要是为了加快冰的______（填物态变化名称），因为在一个标准大气压下，盐水的凝固点比水的______。 （2）小槟在说话时，嘴里呼出许多“白气”，这是______（填物态变化名称）现象，这一过程需要______热。 （3）在室内的窗户上看到书本上说的美丽的冰花，冰花出现在窗户的______侧，这是______（填物态变化名称）现象。 【答案】（1）熔化 低 （2）液化 放 （3）内 凝华 【解析】（1）撒了盐后，盐能降低冰的熔点，使冰在较低的温度下熔化，因此可以加快冰的熔化；标准大气压下纯水的凝固点是0℃，盐水的凝固点比水更低，能让冰在低于0℃的环境下也能顺利熔化，避免路面重新结冰。 （2）人呼出的气体中含有温度较高的水蒸气，遇冷后变为肉眼可见的液态小水滴，形成“白气”，该物态变化是液化，液化过程向外放出热量。 （3）冬天室内温度远高于室外，窗户玻璃温度很低，室内热的水蒸气接触到低温玻璃，会直接从气态变为固态的小冰晶形成冰花，这个物态变化是凝华，因此冰花附着在窗户的内侧。 题型 升华、凝华现象辨析 核心思路：判断物态变化，先看初状态、末状态；是否"直接"转变，有没有经过液态。 固态→直接气态：升华； 气态→直接固态：凝华； 雾、露是液化；霜、冰花是凝华。 活学活用 1．下列有关热现象的说法正确的是（     ） A．冬天，晾在室外结冰的湿衣服也会慢慢的变干，是冰凝固现象 B．夏天，喝冰凉的饮料，往往在饮料中加冰，是利用冰熔化原理 C．冬天，看到户外的人不断呼出“白气”，是呼出的水蒸气凝华形成 D．美丽的树挂、霜、露珠都是水蒸气升华形成的 【答案】B 【解析】A．冬天，室外结冰衣服变干，是冰直接变为水蒸气，属于升华现象，故A错误； B．因为固体熔化时会吸收热量，在饮料中加冰，是利用冰熔化吸热原理，从而让饮料降温，故B正确； C．冬天，看到户外的人不断呼出“白气”，“白气”是呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故C错误； D．美丽的树挂、霜是水蒸气凝华形成的冰晶，露珠是水蒸气液化形成的小水珠，故D错误。 故选B。 2．小明注意到在漠河以下的极寒环境中，“泼水成冰”这一现象需要滚烫的开水才能成功，使用冷水无法得到同样的效果。用物理知识进行解释：由于开水能够在短时间内__________产生大量的水蒸气，水蒸气遇强冷会迅速__________成小冰晶，也有部分小水滴遇冷会__________成冰，最终才能呈现如图所示的效果。（填物态变化名称） 【答案】 汽化 凝华 凝固 【解析】滚烫的开水是液态，短时间内变为气态的水蒸气，物质由液态变为气态的物态变化叫做汽化，开水温度高，汽化速度远快于冷水，能快速产生大量水蒸气。 水蒸气是气态，在-30℃的极寒环境中直接变为固态的小冰晶，物质由气态直接变为固态的物态变化叫做凝华。 部分没完全汽化的液态小水滴，遇极冷环境变成固态的冰，物质由液态变为固态的物态变化叫做凝固。 题型 干冰相关综合现象 核心思路：干冰本身发生升华吸热；看到的白雾不是干冰，是周围水蒸气液化的小水珠；人工降雨包含升华、凝华、熔化。 活学活用 1．今年夏天，我省部分地区遭遇了严重的干旱，为了抗旱保苗，气象部门抓住天气的有利时机，利用干冰进行了多次人工降雨。如图所示是某部空军正在进行的人工降雨，在人工降雨时发生的物态变化是（     ） A．干冰汽化，水蒸气先液化后升华 B．干冰升华，水蒸气先凝华后液化 C．干冰熔化，水蒸气先液化后凝固 D．干冰升华，水蒸气先凝华后熔化 【答案】D 【解析】人工降雨是向云层中喷洒干冰，干冰是固态的二氧化碳，在空气中会迅速的升华为气态，升华时要吸收大量的热，使空气的温度降低；空气中的水蒸气遇冷就会凝华为小冰晶，小冰晶在下落的过程中和空气摩擦做功，温度升高，就会熔化为小水滴，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．把干冰或加盐的冰放在一个杯子中，我们可以看到从杯中冒出“白气”，一段时间后，杯子底部和下部会出现白色的小冰粒（如图所示）。下列说法正确的是（     ） A．白色小冰粒的成因和霜的成因一样，都是水蒸气凝华而成 B．“白气”是由干冰升华形成的二氧化碳气体 C．冰中加盐可提高盐的熔点 D．干冰在杯中熔化吸热，水蒸气液化成水珠 【答案】A 【解析】A．干冰升华吸热使杯体温度降低，空气中水蒸气遇冷凝华成小冰粒，霜也是水蒸气凝华形成，成因相同，故A正确； B．“白气”是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水珠，二氧化碳气体无色，故B错误； C．冰中加盐会降低冰的熔点，故C错误； D．干冰在杯中升华吸热，而非熔化，故D错误。 故选A。 题型 六种物态变化综合判断 核心思路：先确定变化前后物质状态，再匹配物态变化名称，同时分清吸热放热。 活学活用 1．下列关于物态变化的说法，正确的是（     ） A．“十月打了霜，来年粮满仓”，霜的形成是凝华现象，需要放热 B．用干冰人工降雨，干冰熔化吸热，使周围水蒸气液化成小水滴 C．给高烧病人擦拭酒精降温，是因为酒精升华吸热 D．冬天口中呼出“白气”，属于汽化现象，需要放热 【答案】A 【解析】A．霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华为固态冰晶，凝华过程放热，故A正确； B．干冰人工降雨时干冰发生升华吸热，使周围空气温度降低，水蒸气液化成小水滴，故B错误； C．给高烧病人擦拭酒精降温，是因为酒精汽化吸热，故C错误； D．冬天口中呼出的“白气”是呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，液化放热，故D错误。 故选A。 2．如图将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度，可以看到冰水混合物的温度低于0℃。这时观察易拉罐的下部和底部，就会发现白霜。下列说法错误的是（     ） A．霜是周围空气中的水蒸气遇冷凝华形成的 B．水蒸气形成白霜时放出了热量 C．冰中加盐降低了冰的熔点 D．如果不加盐，则罐底也会出现白霜 【答案】D 【解析】A．霜是固态小冰晶，由周围空气中的水蒸气遇冷直接变为固态，属于凝华现象，故A正确； B．水蒸气变成白霜属于凝华过程，会放出热量，故B正确； C．加盐后冰水混合物温度低于0℃，说明加盐降低了冰的熔点，故C正确； D．不加盐时，冰水混合物温度为0℃，罐底温度约为0℃，周围空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在罐底，不会凝华成霜，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 基础通关 1．“二十四节气”是古代中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，“霜降”节气，霜的形成属于（     ） A．液化 B．凝华 C．凝固 D．熔化 【答案】B 【解析】霜是空气中的气态水蒸气直接形成的固态小冰晶，物质由气态直接变为固态的过程叫做凝华。故选 B。 2．“长征七号”遥十运载火箭采用新一代液氧煤油发动机，燃料燃烧后产生大量的水蒸气与二氧化碳。当火箭到达温度为-80℃至-90℃的高空区域时，喷射的高温水蒸气急速冷却，变为固态的冰晶，如图，形成壮观的火箭云，犹如“太空水母”。“太空水母”形成过程中发生的物态变化是（     ） A．液化 B．凝固 C．凝华 D．升华 【答案】C 【解析】物质由气态直接变为固态的过程叫凝华。高温水蒸气为气态，急速冷却变为固态的冰晶，属于凝华现象，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．在运输食品时，为了防止食品变质，经常会用到干冰。在此过程中利用了干冰的（     ） A．升华吸热 B．熔化吸热 C．液化放热 D．汽化吸热 【答案】A 【解析】干冰是固态的二氧化碳，在常温下容易吸热直接变成气态的二氧化碳，属于升华现象，干冰升华时吸收大量的热，从而达到防止食物腐烂变质的目的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．冬天晚上气温低，教室里空气中的水蒸气___________在窗户玻璃上形成霜，早上随着室内人员的增多，室温升高，霜___________成一层液态的水，然后再___________成水蒸气或霜直接___________成水蒸气，玻璃逐渐透亮起来。（均填物态变化名称） 【答案】 凝华 熔化 汽化 升华 【解析】由气态水蒸气直接变为固态霜，可知该物态变化为凝华；因固态霜变为液态水，故该物态变化为熔化；由液态水变为气态水蒸气，可知该物态变化为汽化；因固态霜直接变为气态水蒸气，故该物态变化为升华。 5．如图所示，舞台上的淡淡薄雾就是干冰（固态二氧化碳）升华______大量的热量，使周围的温度快速下降，空气中的水蒸气遇冷液化形成的。 【答案】吸收 【解析】升华是物质从固态直接变为气态的过程，这个过程属于吸热过程。干冰升华时会从周围环境吸收大量热量，让环境温度快速降低，空气中的水蒸气遇冷就会液化成小水滴，形成我们看到的舞台薄雾。 6．动画电影《哪吒2》中天元鼎类似高压锅，当哪吒的三昧真火与敖丙的玄冰在天元鼎内相遇时，固态的冰在高温下不仅______成水，还会直接______成高热的水蒸气，让鼎内气体的压强急剧上升，就会使天元鼎发生塑性形变。（填物态变化名称） 【答案】 熔化 升华 【解析】由物态变化规律可知，固态冰变为液态水属于熔化现象；固态冰直接变为气态水蒸气属于升华现象。 7．在探究物态变化的实验中， （1）已知碘的熔点为113.5℃，酒精灯火焰的温度约为500℃，在1标准大气压下，水的沸点为100℃，电吹风能提供的最高温度为80℃，小华设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案探究“碘的升华”实验。上述方案中不合理的是__________，其余方案中能防止碘发生___________（填物态变化名称）； （2）为进一步探究升华现象，小华继续进行图丁实验：盛有干冰（固态二氧化碳）的容器外壁出现了一层白霜，白霜是空气中的水蒸气凝华形成的，此过程要________热量。接着她用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中，令人惊讶的现象出现了，水立刻剧烈“沸腾”起来，内部有大量气泡产生，这个气泡主要成分是__________。 【答案】（1）甲 熔化；（2）放出 二氧化碳 【解析】（1） 碘的熔点是113.5℃，甲方案用酒精灯直接加热，火焰温度约500℃，远高于碘的熔点，碘很容易先熔化再汽化，无法单纯探究碘的升华，因此甲方案不合理。乙方案水浴加热的最高温度是1标准大气压下的100℃，丙方案电吹风最高供热80℃，二者温度都低于碘的熔点，能防止碘发生熔化，保证碘直接从固态变为气态，顺利探究升华现象。 （2）凝华是物质从气态直接变为固态的物态变化过程，属于放热过程，因此水蒸气凝华形成白霜时会放出热量。 干冰是固态二氧化碳，放入常温水后会迅速吸热升华，直接从固态变为气态二氧化碳，因此水中的大量气泡主要成分是气态二氧化碳。 8．某物理兴趣小组在学完物态变化知识后做了系列研究。 （1）图甲是小组同学自制的海水淡化蒸馏装置，蒸馏过程中发生的物态变化是先__________再__________。 （2）图乙将一个小番茄放入冰箱冷冻室，另将半碗水放入冰箱冷藏室，一段时间后，将它们分别取出，再将小番茄放到水中，小番茄一半露出水面，如图乙所示，小番茄周围的水会逐渐__________（填物态变化名称，下同），形成冰环；同时露出水面部分的小番茄表面会出现霜，该现象中发生的物态变化是__________，此过程__________（选填“吸热”或“放热”）。 （3）生活中用水煮面条，越煮越烂，但颜色几乎不变；而炸油条时油条颜色一会儿就由白色变成焦黄色，主要是因为油的__________比水的高。 【答案】（1）汽化 液化；（2）凝固 凝华 放热；（3）沸点 【解析】（1）太阳能照射下，海水中的液态水吸热变为气态水蒸气，这是汽化（蒸发）现象；之后气态水蒸气碰到温度较低的装置斜面，重新变为液态的淡水小水滴，属于液化现象。 （2）从冷冻室取出的小番茄温度远低于0℃，接触它的液态水会放热变成固态的冰，该物态变化是凝固；露出水面的低温小番茄，直接让周围空气中的水蒸气从气态变为固态的霜，属于凝华，所有凝华过程都向外放热。 （3）标准大气压下水的沸点是100℃，而食用油的沸点远高于100℃，所以水煮时温度最高只能达到100℃，面条不会变焦，油炸时油的温度可以达到远高于100℃的水平，油条很快就会受热变焦。 9．如图所示，将装有少量碘的密封的玻璃管放入热水中加热，观察有什么现象发生。你能解释吗？将玻璃管从热水中取出，继续观察有何现象发生。你能解释吗？ 【答案】将玻璃管放入热水中加热，可以看到紫色的碘蒸气，这是由于固态的碘升华为气态的碘蒸气；将玻璃管从热水中取出，可以看到玻璃管壁上有固态的碘，这是由于碘蒸气遇冷凝华为固态的碘 【解析】略 10．如图所示漫画，小朋友误认为冒“烟”的冰棒就像冒着“白气”的开水一样很烫，故不要冒“烟”的。小朋友要结霜的冰棒。冰柜中为什么会出现霜呢？ 【答案】见解析 【解析】冰柜内的温度低，所以冰柜内冰棒上结着白霜，是因为冰柜中的水蒸气遇冷凝华而形成的小冰晶导致的。 素养提升 11．小明在家开展跨学科实践活动“探索厨房中的物态变化问题”时，认真观察厨房里的物理现象，总结出了下列说法，其中正确的是（　　） A．甲：烧水壶嘴冒出的“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气 B．乙：把鱼埋在冰中储存是利用了冰熔化吸热来保鲜鱼 C．丙：蒸包子是利用水蒸气汽化放热使包子变熟 D．丁：冻豆腐里面的小孔是豆腐里的水先凝华膨胀后熔化造成的 【答案】B 【解析】A．烧水壶嘴冒出的“白气”不是水蒸气，水蒸气是无色透明的气体，肉眼看不到。“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气，遇到外界冷空气液化成的小水滴，故A错误； B．冰在熔化过程中会吸收周围的热量，使周围环境温度降低，从而抑制细菌的生长繁殖，达到保鲜鱼的目的，故B正确； C．蒸包子时，高温的水蒸气遇到冷的包子会液化成小水滴，这个过程会放出大量的热，使包子变熟，是水蒸气液化放热，而不是汽化放热，故C错误； D．冻豆腐里面的小孔是豆腐里的水先凝固成冰，水凝固成冰时体积会膨胀，然后冰再熔化成水，就留下了小孔，是凝固膨胀后熔化，不是凝华，故D错误。 故选B。 12．小婷和小霞两个实验小组，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，碘的熔点为。则关于这两组实验说法最合理的是（     ） 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．将碘锤从甲装置中取出冷却，碘锤中的碘蒸气会放热液化 【答案】C 【解析】AB．标准大气压下水的沸点为，甲图水浴加热温度最高为，低于碘的熔点，碘只能升华，不会熔化，乙图酒精灯外焰温度，高于碘的熔点，碘可能先熔化后汽化，故AB不符合题意； C．甲图装置加热温度低于碘的熔点，可排除熔化干扰，更利于观察升华，故C符合题意； D．碘蒸气冷却会直接凝华为固态碘，故D不符合题意。 故选C。 13．标准大气压下，液态氮的沸点为，室温下将液态氮置于试管中，会看到试管周围有大量“白气”产生，且筷子上有霜形成，如图所示。下列关于该现象的分析正确的是（     ） A．霜的形成需要吸热 B．常温下液态氮会发生沸腾 C．“白气”的形成需要吸热 D．“白气”是氮气液化形成的 【答案】B 【解析】A．霜是空气中的水蒸气凝华形成的，凝华放热，故A错误； B．室温远高于液态氮的沸点，液态氮在常温下会吸热沸腾，故B正确； C．“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，液化放热，故C错误； D．“白气”是空气中的水蒸气液化形成的，不是氮气液化形成的，故D错误。 故选B。 14．在碘的升华实验中，小星直接把密封试管放在酒精灯火焰上，如图甲所示；小芳将密封试管浸入装有热水的烧杯中（下面用酒精灯加热，直到水沸腾一段时间），如图乙所示。结果两个密封试管内都出现了碘蒸气。已知：碘的熔点是，沸点是；水的沸点是；酒精灯外焰温度约为500℃。图甲、乙两种加热方式中，较合理的是_______；均停止加热后，试管中的碘蒸气会______（填物态变化名称）。 【答案】 乙 凝华 【解析】[1][2]图甲中，酒精灯外焰的温度超过了碘的熔点和沸点，碘可能先熔化再沸腾，所以图甲中的碘蒸气不一定是升华形成的；图乙中，烧杯中水的温度最高为，达不到碘的熔点，碘不会发生熔化，出现的碘蒸气只能是升华形成的，所以要观察碘的升华，乙加热方式最合理。停止加热后，碘蒸气的温度迅速降低，将凝华成固态的碘。 15．在碘的升华实验中，小红直接把装有少量碘颗粒的封闭玻璃容器放在酒精灯火焰上加热；小明向装有少量碘颗粒的封闭玻璃容器浇热水，结果两容器内都出现了碘蒸气。已知碘的熔点是114℃、沸点是184.35℃；水沸点是100℃；酒精灯火焰约为500℃，两种方案中____________更合适，因能排除碘先熔化再____________形成碘蒸气的情况。 【答案】 小明 汽化 【解析】小明的方案更合适，因能排除碘先熔化再汽化形成碘蒸气的情况。 酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点的温度，碘可能先熔化再汽化，不一定是升华，热水的温度低于碘的熔点、沸点温度，只能直接由固态变为气态，即升华，从而证明升华现象。 16．探究熔化现象及碘的升华现象 小明同学采用如图甲所示的实验装置，试管中装有适量的冰。 （1）小明设计了一个记录实验数据的表格，表格a、b两处应填写的内容为：a：______________________；b：______________________。 a 温度/℃ b （2）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，在标准大气压下将得到图像中的DE段，小明因此得出结论：水沸腾时持续吸热，温度保持不变。是否合理？___________（选填“是”或“否”） （3）小华同学将图甲中试管换成碘锤做“碘的升华”实验时，如图丙所示（碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃，酒精灯火焰的温度可以达到500℃）。该实验采用“水浴法”加热的主要目的是____________________________________________。为使此实验现象更明显，可以采取的简单做法是__________________________________________________________________。 【答案】（1）加热时间t/min 物质的状态；（2）否；（3）水的温度低于碘的熔点，碘不会熔化，能更好地观察升华现象 提高水的温度，加快碘升华的速度 【解析】（1）探究熔化现象的实验中，需要记录不同时刻被加热物质的温度和所处的状态，表格a处应填写的内容为加热时间t/min，表格b处应填写的内容为物质的状态。 （2）如图甲，温度计测量的是试管中水的温度，持续加热，烧杯中的水沸腾后，温度保持不变，试管中的水和烧杯中的水温度相同达到沸点后，不能持续从烧杯吸收热量，试管中的水不能沸腾，小明因此得出结论：水沸腾时持续吸热，温度保持不变，是不合理的。 （3）该实验采用“水浴法”加热的主要目的是：标准大气压下水的沸点为100℃，低于碘的熔点，碘不会熔化，能更好地观察升华现象；为使此实验现象更明显，可以采取的简单做法是：用大火加热，提高烧杯内水的温度，加快碘升华的速度，碘锤内出现紫色的碘蒸汽。 17．“水浴法”加热是物理实验中常见的加热方式；小明想到上课时老师讲解过可以利用水浴法加热物体，于是将实验装置组装成如图甲所示。 （1）如果用A容器中的水对试管B中的水进行加热，A、B中液体能沸腾的是___________中液体，如果换用两种不同的液体，最后让两种液体都能沸腾，A、B两种液体需要满足的条件是___________； （2）如果用A容器中的水加热B试管中的固体，实验结束后，他绘制了温度随时间变化的图像如图乙所示，由图像可知熔化经历了___________min，在第5min时该物质处于___________状态； （3）丙图是碘颗粒升华的实验，也是用水浴法进行加热的，用水浴法不用酒精灯直接加热的主要原因是___________（已知标准大气压下，碘的熔点是，碘的沸点是，水的沸点是100℃）。 【答案】（1）A B的沸点低于A的沸点；（2）5 固液共存；（3）水的沸点低于碘的熔点，碘不会熔化 【解析】（1）如果用A容器中的水对试管B中的水进行加热，A容器中的水沸腾时，试管B中的水温度能达到沸点，由于两者温度相同，试管B中的水无法从A容器中的水继续吸收热量，故试管B中的水无法沸腾，A容器中的水可以沸腾。 要让两种液体都能沸腾，说明A中的液体的温度达到沸点，而容器B中的液体也沸腾，说明B中的液体温度也达到沸点且能从A中吸到热量，所以B的沸点低于A的沸点。 （2）由图可知，固体从第3min开始熔化到第8min熔化结束，熔化过程共经历了 固体熔化时有固定的温度，是晶体，在第5min时该物质正在熔化，处于固液共存状态。 （3）为了探究碘的升华现象，应确保碘不会发生熔化现象。因为水的沸点是100℃，碘的熔点是114℃、沸点是184℃，可见水的沸点低于碘的熔点，确保碘不会熔化，而直接升华为气态的碘蒸气。 18．在学习物态变化时，同学们对冰箱结霜问题进行了如下调查： 【结霜过程】（1）冷冻室结霜，主要是由于空气中的水蒸气进入冰箱后，遇到极冷的蒸发器表面，直接由气态_____成冰晶。（填物态变化名称） 【结霜原因】（2）导致结霜加剧的常见原因有（多选）：__________ A．门封条老化，密封不严 B．频繁开关冰箱门 C．食物含水量过高 D．冷冻室温度设定过高 【除霜方法】（3）除霜时，可以切断电源，让霜_____（填物态变化名称）成水流出，这个过程需要_____。（选填“吸收热量”或“放出热量”） 【答案】（1）凝华；（2）ABC；（3）熔化 吸收热量 【解析】（1）物质由气态直接变成固态的过程叫凝华。冷冻室结霜，主要是由于空气中的水蒸气进入冰箱后，遇到极冷的蒸发器表面，直接由气态凝华成冰晶。 （2）门封条老化导致密封不严、频繁开关冰箱门、食物含水量过高都可以导致冷冻室内水蒸气过多，加剧结霜；冷冻室温度设定过高，导致冷冻室内外温度差过小，减缓结霜，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 （3）[1][2]霜变成水，是物质从固态变成液态的过程，是熔化过程，熔化吸热（吸收热量）。 迁移创新 19．A、B两个实验小组，分别用水浴加热和用酒精灯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580℃，碘的熔点为113.7℃。则关于这两组实验说法正确的是（　　） A．两组实验中紫色碘蒸气的形成，都经历了由固态变液态的过程 B．碘的升华实验用水浴法的主要目的是受热均匀 C．两组实验中出现的紫色碘蒸气，形成的过程都需要吸收热量 D．酒精灯加热碘锤，更利于观察固态碘的升华 【答案】C 【解析】AC．用水浴加热碘锤时，水沸腾后温度保持100℃不变，达不到碘的熔点，碘不会发生熔化现象，直接由固态变为气态的碘蒸气，发生升华现象，升华吸热；用酒精灯加热碘锤时，酒精灯外焰温度超过了碘的熔点，固态碘可以发生熔化现象变成液体的碘，液体的碘会再汽化成碘蒸气，固态碘也可以发生升华现象直接变成碘蒸气，熔化、汽化和升华均吸热。故A错误，C正确； BD．由上述分析可知，碘的升华实验用水浴法的主要目的是防止固态碘熔化，更利于观察固态碘的升华，故BD错误。 故选C。 20．小明在观察“碘锤”中的物态变化之前，查阅资料得知：酒精灯外焰的温度约为800℃。碘的熔点为113.7℃。采用图中的两种方式加热，图甲的碘颗粒吸热会______（填物态变化名称，下同），图乙中的碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会______；两种方式停止加热后，“碘锤”中的碘蒸气将发生______现象。小王认为图甲中的碘蒸气是先熔化后汽化形成的，你认为小王的猜想对吗？______，理由：______。小王在甲烧杯中放入干冰看到水中有大量气泡产生，同时水面有大量白雾，则水中气泡的主要成分是______（二氧化碳/水蒸气）。 【答案】 升华 熔化 凝华 不对 水的温度低于碘的熔点 二氧化碳 【解析】[1]图甲中的碘颗粒吸热会升华成碘蒸气。因为图甲中，是用水浴法给碘锤加热，而碘的熔点为113.7摄氏度，高于水的沸点，那么碘锤中的碘颗粒不会发生熔化，只能直接升华成蒸气。 [2]图乙中的碘颗粒吸热，除了升华成碘蒸气后，还有可能会发生熔化，变成液态碘。因为酒精灯的外焰的温度高于碘的熔点。 [3]甲、乙两装置中，停止加热后，碘蒸气都会直接凝华成固态碘。 [4][5]小王的猜想不对，因为水的温度低于碘的熔点，所以甲中的碘颗粒不会发生熔化。 [6]将干冰放入甲烧杯中，干冰会迅速升华成二氧化碳气体，于是水中有大量气泡产生，所以水中气泡主要成分是二氧化碳。 21．为了“探究固体熔化时温度的变化规律”，小明同学采用如图甲所示的实验装置，试管中装有适量的冰。 （1）图乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。由图象可知：BC段的物质处于______（选填“固态”、“固液共存态”或“液态”），冰熔化过程需要______分钟； （2）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，在标准大气压下将得到图象中的DE段，这段时间内试管中的水______沸腾（选填“会”或“不会”）； （3）小莹同学将图甲中试管换成碘锤做“碘的升华”实验时，如图丙所示（碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃），酒精灯火焰的温度可以达到500℃。碘发生的物态变化是______，该实验采用水浴法加热的主要目的是______（选填“受热均匀”或者“控制温度”）。 【答案】（1）固液共存态 3；（2）不会；（3）升华 控制温度 【解析】（1）[1]由图像可知：BC段的物质处于熔化过程，此时处于固液共存态； [2]由图像可知：冰完全熔化的时间段是1min~4min，所以冰熔化过程需要3min。 （2）水沸腾需要达到沸点且继续吸收热量，标准大气压下水的沸点为100℃烧杯中的水沸腾后温度不变，试管中的水温到达沸点，但是因为试管内外没有温差，试管中的水无法继续吸收热量，所以不会沸腾。 （3）[1]碘受热直接从固态升华成气态； [2]碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃，酒精灯火焰的温度可以达到500℃，高于碘的熔点和沸点，若直接用酒精灯加热碘会熔化，最后沸腾；若用水浴加热，（一个标准大气压下）加热温度不会超过100℃，实验时碘不会熔化，更不会沸腾，能够使实验顺利进行，因此该实验采用水浴法加热的主要目的是控制温度。 22．（1）某同学在做固体的熔化实验时，测得的数据如表所示。 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（） 20 25 30 36 42 48 48 48 52 56 60 经分析得，该固体为___________（选填“晶体”或“非晶体”），根据数据可以得出什么结论？___________。 （2）图1甲是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。 实验中某次温度计的示数如图1乙，为___________。分析表格中数据得到结论___________。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 温度/ 90 92 94 96 98 98 98 （3）如图2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 0 113.6 1083 1535 1064 沸点 100 78.5 150 184.25 2360 2750 2500 结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象___________。交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点，他发现碘的熔点是，碘的沸点是，酒精灯的火焰温度约，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，证明碘接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明___________。 【答案】 晶体 晶体熔化时继续吸热，温度不变 92 水沸腾时继续吸热，温度不变 烧杯中的固态碘变成气态，后重新在烧瓶底部凝结成固体 标准气压下水的最高温度为，不会达到碘的熔点，即碘粒不会熔化，若出现碘的蒸气，只能是由固态直接变成气态，即升华所致。 【解析】（1）[1][2]根据表中数据可知，该物质有固定熔点，因此是晶体；该物质在熔化时虽然在吸热，但温度不变，因此可得出结论：晶体熔化时继续吸热，温度不变。 （2）[3][4]图乙中温度计的分度值为，因此示数为；由表中数据可知，水在沸腾时虽然在吸热，但温度不变，因此可得出结论：水沸腾时继续吸热，温度不变。 （3）[5][6]图2装置做“观察碘升华”的实验，烧杯中的固态碘会升华变成气态，后重新在烧瓶底部凝华成固体；改进实验方案为：将碘粒放入烧杯，将烧杯浸在正在加热的热水中，观察碘粒的状态变化。标准气压下水的最高温度为，不会达到碘的熔点，即碘粒不会熔化，若出现碘的蒸气，只能是由固态直接变成气态，即升华所致。 23．生活处处有物理，细心的小南在家中发现： （1）寒冷的冬天，在温暖的浴室洗澡时，看见连接热水器的两根水管中的一根外面有水滴，另一根却没有，他根据所学知识判断外面有水滴的是__________（选填“冷”或“热”）水管，水管上的水滴是浴室内的水蒸气__________（填物态变化名称）形成的，该过程会__________（选填“吸收”或“放出”）热量。 （2）家里有些药品要求在0℃以下存放，小南想制作一个医用冷藏盒，于是测量了盐水的凝固点，经过多次实验得到了不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下： 盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 26 凝固点（℃） 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 ①分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点__________（填字母）。 A．一直降低    B．一直升高    C．先降低后升高    D．先升高后降低 ②你认为给冷藏盒中药品降温最好选用______________________（选填“适当浓度盐水结成的冰”“冰”或“冰水混合物”）。 ③标准大气压下，如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐水浓度为15%的盐冰水混合物中，试管中的冰水混合物中的冰会__________（选填“变多”“变少”或“不变”）。 ④实验后，他想到冬天市政部门在冰雪覆盖的路面上撒盐就是为了__________（选填“提高”“降低”或“保持”）积雪的熔点，而有利于除去积雪的。 （3）刚从冰箱中拿出的冰棒，放在空气中一会儿就会发现冰棒表面结了一层“白霜”，这层“白霜”是如何形成的？人伸出舌头贴在冰棒上，不一会发现舌头会“粘”在冰棒上，这是为什么？ （4）冬天，在甲、乙两个房间用相同的电磁炉烧菜时出现如图甲、乙所示的两种情景，锅的上方冒出“白气”，且在甲房间里，锅上方的“白气”较多。“白气”的形成原因是什么？请根据图示信息判断哪个房间的温度较高，并简述你判断的依据。 【答案】（1）冷 液化 放出；（2）C 适当浓度盐水结成的冰 变多 降低；（3）“白霜”是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶；舌头“粘”在冰棒上是因为舌头上的水遇冷凝固成冰，将舌头与冰棒粘在一起。（4）“白气”是锅内冒出的高温水蒸气遇冷液化形成的小水滴；乙房间温度较高；判断依据：房间温度越高，水蒸气越不容易液化，锅上方的“白气”越少，乙房间锅上方的“白气”更少，因此乙房间温度更高。 【解析】（1）浴室内的高温水蒸气遇到温度较低的冷水管时，会液化成小水滴附着在水管外壁，液化过程放出热量。 （2）① 盐水浓度从0增大到21%时凝固点逐渐降低，从21%增大到26%时凝固点逐渐升高，因此凝固点既不是一直降低，也不是一直升高，而是先降低后升高。 故选C。 ② 药品需在0℃以下存放，冰和冰水混合物温度为0℃，无法满足要求；适当浓度盐水结成的冰熔点低于0℃，可提供0℃以下的低温环境。 ③ 15%盐水的凝固点为-11℃，正在熔化的盐冰水混合物温度为-11℃，低于试管内冰水混合物的0℃，试管内的水放热凝固，故冰会变多。 ④ 在积雪上撒盐可降低积雪的熔点，使积雪在低于0℃的环境下熔化，便于清除。 （3）略 （4）略 24．跨学科实践项目：用液态酸奶做酸奶冰淇淋。 【项目分析】 （1）为了达成项目，液态酸奶会__________（填物态变化名称），小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。 【项目实施】 （2）方案一：把液态酸奶放入冰块中，冰块会__________（填物态变化名称），如图甲所示，他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验，改用盐水冰块替换冰块，酸奶变成了冰淇淋，由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________（选填“高”或“低”）。 （3）方案二：如图乙，把可食用干冰倒入液态酸奶中，不断搅拌，最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡，周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳，它是___________形成的（填物态变化名称）。如图丙，小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。 （4）方案三：如图丁所示，把液氮喷入液态酸奶，液态氮开始沸腾，酸奶也变成了冰激凌。经查知道液态氮的沸点-196℃，液态氮沸腾时______热（选填“吸”或“放”），温度______-196℃（选填“大于”或“小于”、“等于”） 【答案】（1）凝固；（2）熔化 低；（3）升华；（4）吸 等于 【解析】（1）液态酸奶凝固成固态的酸奶冰淇淋。 （2）固态的冰吸收热量，熔化成液态水； 盐水冰块能让液态酸奶达到凝固点变成冰淇淋，说明它在较低温度就能熔化吸热，所以其熔点比普通冰低。 （3）把可食用干冰倒入液态酸奶中，干冰是固态二氧化碳，干冰会直接由固态变为气态二氧化碳，这个过程叫升华，所以气泡中的主要物质二氧化碳是干冰升华形成的。 （4）液体沸腾的条件是温度达到沸点，并能不断地吸收热量，液态氮在沸腾时，吸热，温度保持不变，所以此时液态氮的温度等于-196℃。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 物质的形态及其变化 4.4 升华和凝华 课标要点 1．知道升华和凝华的概念，认识升华、凝华是固态和气态之间的直接物态变化。 2．通过碘的升华、凝华实验，理解升华吸热、凝华放热的规律。 3．能够识别生活中升华、凝华现象，会解释霜、冰花、樟脑丸变小等现象。 4．了解干冰的应用，理解人工降雨、舞台白雾的物理原理。 5．能够完整梳理六种物态变化的吸放热，建立完整的物态变化知识体系。 学习重难点 重点：升华、凝华概念；升华吸热、凝华放热；生活中升华与凝华现象辨析。 难点：区分凝华与液化；干冰相关现象原理分析；六种物态变化综合区分。 知识点 升华 1．升华的定义 物理学中，把物质由______直接变为______的过程，叫做升华。升华过程不需要经过______。 2．实验：观察碘的升华 把少量固态碘放入密封试管，将试管放入热水中，固态碘直接变成紫色碘蒸气，没有出现______。说明固态碘可以直接升华为气态。 3．升华吸热 物质在升华过程中要____________，升华具有______作用。 4．生活中的升华现象 严冬，结冰的湿衣服也可以晾干：冰直接______为水蒸气； 衣橱内的樟脑丸，越变越小，最后消失：樟脑丸固态直接______为气体； 干冰（固态二氧化碳）在常温下直接______为二氧化碳气体。 易错提醒 ① 升华是固态直接变成气态，不经过液态，不是先熔化再汽化。 ② 干冰升华变成二氧化碳气体，二氧化碳气体无色，我们看到的白雾不是二氧化碳。 随学随练 1．填写下列现象中物态变化的名称：严冬之夜，从室外进入温暖的室内眼镜上会出现一片水雾，这是______现象；结冰的衣服也能晾干，这是______现象；夏天地面上的水很快就消失了，这是______现象。 2．在下列几种物态变化现象中，属于凝固的是___________；属于升华的是___________；属于汽化的是___________（以上填序号） ①晾在室外的湿衣服变干了 ②夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白汽” ③冬天，河面上结了一层冰 ④放在衣柜里的樟脑丸会越来越小，最后“消失”了 ⑤严冬的深夜，教室窗玻璃的内表面上有一层冰花 ⑥铺柏油马路时，将沥青块放在铁锅中加热。 知识点 凝华（重点） 1．凝华的定义 物理学中，把物质由______直接变为______的过程，叫做凝华。凝华也不经过______。 2．实验：观察碘的凝华 把充满碘蒸气的试管从热水取出，冷却后，试管内壁出现固态碘颗粒，碘蒸气直接变成固态碘，发生______。 搪瓷杯中放入冰盐混合物，杯外壁出现一层______，是空气中水蒸气直接______形成。 3．凝华放热 物质在凝华过程中要____________。 4．生活中的凝华实例 霜：空气中水蒸气遇冷直接______成固态小冰晶； 冬天玻璃窗上的冰花：室内高温水蒸气遇到冷玻璃直接______形成； 日光灯灯管两端的黑斑：钨丝先升华变成钨蒸气，钨蒸气遇到冷管壁______成固态钨。 易错提醒 ① 凝华：气态→直接固态；液化：气态→液态。霜、冰花是凝华；露、雾是液化，二者不要混淆。 ② 凝华需要温度很低，只有水蒸气遇急剧降温才会直接凝华为固态冰晶。 随学随练 1．寒冷的冬季，有时候家里的玻璃窗上结有漂亮的“冰花”。产生这种现象的原因是：冬天，室内大量热的水蒸气遇到冷的玻璃___________成小冰晶附在玻璃窗的___________（选填“内侧”或“外侧”）形成的。 2．日光灯用久了以后，灯管两端会出现黑斑，这些黑斑是钨丝中的钨 A．汽化而成 B．升华而成 C．先汽化后凝华而成 D．先升华后凝华而成 知识点 干冰的应用 1．干冰：固态二氧化碳，常温下极易升华，升华______大量热，可以快速降温。 2．人工降雨 飞机向高空冷云层播撒干冰； ①干冰迅速______，从周围吸收大量热，高空温度急剧降低； ②高空中水蒸气遇冷直接______成小冰粒； ③小冰粒逐渐变大下落，遇到暖气流______，变成雨滴降落，形成降雨。 3．舞台"白雾"效果 舞台上撒干冰，干冰升华吸热，周围空气温度下降，空气中的水蒸气遇冷______，形成大量小水珠，就是我们看到的白雾。 特别提醒 人工降雨包含三种物态变化：升华、凝华、熔化；舞台白雾是液化现象，不是干冰液化，干冰升华成无色二氧化碳气体。 随学随练 1．如图用干冰可以实施人工降雨。配备特殊装置的飞机将干冰撒入一定高度的冷云层中，干冰就会很快_________，并从周围吸收大量的热，使空气的温度急剧下降，于是高空中的部分水蒸气便_________成小冰粒，这些小冰粒逐渐变大而下落，遇到暖气流就_________为雨点降落到地面上，在一定条件下就形成降雨（均填物态变化名称）。 2．春节联欢晚会为了打造舞台效果，常用干冰（固态CO2）在舞台上产生淡淡的白雾.白雾是由于干冰升华吸热，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷_______形成的.晚上我们洗发之后，为了能使头发快速变干，我们会使用吹风机，吹风是为了加快液体上方的_______,使用热风档又是为了提高液体的_______，从而加快头发上水分的蒸发。 知识点 六种物态变化总结 物态变化 变化过程 吸放热 熔化 固态→液态 吸热 凝固 液态→固态 放热 汽化 液态→气态 吸热 液化 气态→液态 放热 升华 固态→气态 吸热 凝华 气态→固态 放热 特别提醒 吸热三兄弟：熔化、汽化、升华；放热三兄弟：凝固、液化、凝华。 随学随练 1．下列现象涉及的物态变化中，放热的是（     ） A．①②④ B．②④ C．①③ D．③⑤ 2．寒假，小槟去北京旅游，恰逢下雪，如图整个北京银装素裹，别有一番风景，这其中包含许多热学知识，请回答1-3的问题。 （1）小槟发现路面结冰给人们出行带来了不便，环卫工人会在路面撒一些工业盐，这样做主要是为了加快冰的______（填物态变化名称），因为在一个标准大气压下，盐水的凝固点比水的______。 （2）小槟在说话时，嘴里呼出许多“白气”，这是______（填物态变化名称）现象，这一过程需要______热。 （3）在室内的窗户上看到书本上说的美丽的冰花，冰花出现在窗户的______侧，这是______（填物态变化名称）现象。 题型 升华、凝华现象辨析 核心思路：判断物态变化，先看初状态、末状态；是否"直接"转变，有没有经过液态。 固态→直接气态：升华； 气态→直接固态：凝华； 雾、露是液化；霜、冰花是凝华。 活学活用 1．下列有关热现象的说法正确的是（     ） A．冬天，晾在室外结冰的湿衣服也会慢慢的变干，是冰凝固现象 B．夏天，喝冰凉的饮料，往往在饮料中加冰，是利用冰熔化原理 C．冬天，看到户外的人不断呼出“白气”，是呼出的水蒸气凝华形成 D．美丽的树挂、霜、露珠都是水蒸气升华形成的 2．小明注意到在漠河以下的极寒环境中，“泼水成冰”这一现象需要滚烫的开水才能成功，使用冷水无法得到同样的效果。用物理知识进行解释：由于开水能够在短时间内__________产生大量的水蒸气，水蒸气遇强冷会迅速__________成小冰晶，也有部分小水滴遇冷会__________成冰，最终才能呈现如图所示的效果。（填物态变化名称） 题型 干冰相关综合现象 核心思路：干冰本身发生升华吸热；看到的白雾不是干冰，是周围水蒸气液化的小水珠；人工降雨包含升华、凝华、熔化。 活学活用 1．今年夏天，我省部分地区遭遇了严重的干旱，为了抗旱保苗，气象部门抓住天气的有利时机，利用干冰进行了多次人工降雨。如图所示是某部空军正在进行的人工降雨，在人工降雨时发生的物态变化是（     ） A．干冰汽化，水蒸气先液化后升华 B．干冰升华，水蒸气先凝华后液化 C．干冰熔化，水蒸气先液化后凝固 D．干冰升华，水蒸气先凝华后熔化 2．把干冰或加盐的冰放在一个杯子中，我们可以看到从杯中冒出“白气”，一段时间后，杯子底部和下部会出现白色的小冰粒（如图所示）。下列说法正确的是（     ） A．白色小冰粒的成因和霜的成因一样，都是水蒸气凝华而成 B．“白气”是由干冰升华形成的二氧化碳气体 C．冰中加盐可提高盐的熔点 D．干冰在杯中熔化吸热，水蒸气液化成水珠 题型 六种物态变化综合判断 核心思路：先确定变化前后物质状态，再匹配物态变化名称，同时分清吸热放热。 活学活用 1．下列关于物态变化的说法，正确的是（     ） A．“十月打了霜，来年粮满仓”，霜的形成是凝华现象，需要放热 B．用干冰人工降雨，干冰熔化吸热，使周围水蒸气液化成小水滴 C．给高烧病人擦拭酒精降温，是因为酒精升华吸热 D．冬天口中呼出“白气”，属于汽化现象，需要放热 2．如图将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度，可以看到冰水混合物的温度低于0℃。这时观察易拉罐的下部和底部，就会发现白霜。下列说法错误的是（     ） A．霜是周围空气中的水蒸气遇冷凝华形成的 B．水蒸气形成白霜时放出了热量 C．冰中加盐降低了冰的熔点 D．如果不加盐，则罐底也会出现白霜 基础通关 1．“二十四节气”是古代中国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，“霜降”节气，霜的形成属于（     ） A．液化 B．凝华 C．凝固 D．熔化 2．“长征七号”遥十运载火箭采用新一代液氧煤油发动机，燃料燃烧后产生大量的水蒸气与二氧化碳。当火箭到达温度为-80℃至-90℃的高空区域时，喷射的高温水蒸气急速冷却，变为固态的冰晶，如图，形成壮观的火箭云，犹如“太空水母”。“太空水母”形成过程中发生的物态变化是（     ） A．液化 B．凝固 C．凝华 D．升华 3．在运输食品时，为了防止食品变质，经常会用到干冰。在此过程中利用了干冰的（     ） A．升华吸热 B．熔化吸热 C．液化放热 D．汽化吸热 4．冬天晚上气温低，教室里空气中的水蒸气___________在窗户玻璃上形成霜，早上随着室内人员的增多，室温升高，霜___________成一层液态的水，然后再___________成水蒸气或霜直接___________成水蒸气，玻璃逐渐透亮起来。（均填物态变化名称） 5．如图所示，舞台上的淡淡薄雾就是干冰（固态二氧化碳）升华______大量的热量，使周围的温度快速下降，空气中的水蒸气遇冷液化形成的。 6．动画电影《哪吒2》中天元鼎类似高压锅，当哪吒的三昧真火与敖丙的玄冰在天元鼎内相遇时，固态的冰在高温下不仅______成水，还会直接______成高热的水蒸气，让鼎内气体的压强急剧上升，就会使天元鼎发生塑性形变。（填物态变化名称） 7．在探究物态变化的实验中， （1）已知碘的熔点为113.5℃，酒精灯火焰的温度约为500℃，在1标准大气压下，水的沸点为100℃，电吹风能提供的最高温度为80℃，小华设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案探究“碘的升华”实验。上述方案中不合理的是__________，其余方案中能防止碘发生___________（填物态变化名称）； （2）为进一步探究升华现象，小华继续进行图丁实验：盛有干冰（固态二氧化碳）的容器外壁出现了一层白霜，白霜是空气中的水蒸气凝华形成的，此过程要________热量。接着她用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中，令人惊讶的现象出现了，水立刻剧烈“沸腾”起来，内部有大量气泡产生，这个气泡主要成分是__________。 8．某物理兴趣小组在学完物态变化知识后做了系列研究。 （1）图甲是小组同学自制的海水淡化蒸馏装置，蒸馏过程中发生的物态变化是先__________再__________。 （2）图乙将一个小番茄放入冰箱冷冻室，另将半碗水放入冰箱冷藏室，一段时间后，将它们分别取出，再将小番茄放到水中，小番茄一半露出水面，如图乙所示，小番茄周围的水会逐渐__________（填物态变化名称，下同），形成冰环；同时露出水面部分的小番茄表面会出现霜，该现象中发生的物态变化是__________，此过程__________（选填“吸热”或“放热”）。 （3）生活中用水煮面条，越煮越烂，但颜色几乎不变；而炸油条时油条颜色一会儿就由白色变成焦黄色，主要是因为油的__________比水的高。 9．如图所示，将装有少量碘的密封的玻璃管放入热水中加热，观察有什么现象发生。你能解释吗？将玻璃管从热水中取出，继续观察有何现象发生。你能解释吗？ 10．如图所示漫画，小朋友误认为冒“烟”的冰棒就像冒着“白气”的开水一样很烫，故不要冒“烟”的。小朋友要结霜的冰棒。冰柜中为什么会出现霜呢？ 素养提升 11．小明在家开展跨学科实践活动“探索厨房中的物态变化问题”时，认真观察厨房里的物理现象，总结出了下列说法，其中正确的是（　　） A．甲：烧水壶嘴冒出的“白气”是壶里的水汽化形成的水蒸气 B．乙：把鱼埋在冰中储存是利用了冰熔化吸热来保鲜鱼 C．丙：蒸包子是利用水蒸气汽化放热使包子变熟 D．丁：冻豆腐里面的小孔是豆腐里的水先凝华膨胀后熔化造成的 12．小婷和小霞两个实验小组，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，碘的熔点为。则关于这两组实验说法最合理的是（     ） 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．将碘锤从甲装置中取出冷却，碘锤中的碘蒸气会放热液化 13．标准大气压下，液态氮的沸点为，室温下将液态氮置于试管中，会看到试管周围有大量“白气”产生，且筷子上有霜形成，如图所示。下列关于该现象的分析正确的是（     ） A．霜的形成需要吸热 B．常温下液态氮会发生沸腾 C．“白气”的形成需要吸热 D．“白气”是氮气液化形成的 14．在碘的升华实验中，小星直接把密封试管放在酒精灯火焰上，如图甲所示；小芳将密封试管浸入装有热水的烧杯中（下面用酒精灯加热，直到水沸腾一段时间），如图乙所示。结果两个密封试管内都出现了碘蒸气。已知：碘的熔点是，沸点是；水的沸点是；酒精灯外焰温度约为500℃。图甲、乙两种加热方式中，较合理的是_______；均停止加热后，试管中的碘蒸气会______（填物态变化名称）。 15．在碘的升华实验中，小红直接把装有少量碘颗粒的封闭玻璃容器放在酒精灯火焰上加热；小明向装有少量碘颗粒的封闭玻璃容器浇热水，结果两容器内都出现了碘蒸气。已知碘的熔点是114℃、沸点是184.35℃；水沸点是100℃；酒精灯火焰约为500℃，两种方案中____________更合适，因能排除碘先熔化再____________形成碘蒸气的情况。 16．探究熔化现象及碘的升华现象 小明同学采用如图甲所示的实验装置，试管中装有适量的冰。 （1）小明设计了一个记录实验数据的表格，表格a、b两处应填写的内容为：a：______________________；b：______________________。 a 温度/℃ b （2）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，在标准大气压下将得到图像中的DE段，小明因此得出结论：水沸腾时持续吸热，温度保持不变。是否合理？___________（选填“是”或“否”） （3）小华同学将图甲中试管换成碘锤做“碘的升华”实验时，如图丙所示（碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃，酒精灯火焰的温度可以达到500℃）。该实验采用“水浴法”加热的主要目的是____________________________________________。为使此实验现象更明显，可以采取的简单做法是__________________________________________________________________。 17．“水浴法”加热是物理实验中常见的加热方式；小明想到上课时老师讲解过可以利用水浴法加热物体，于是将实验装置组装成如图甲所示。 （1）如果用A容器中的水对试管B中的水进行加热，A、B中液体能沸腾的是___________中液体，如果换用两种不同的液体，最后让两种液体都能沸腾，A、B两种液体需要满足的条件是___________； （2）如果用A容器中的水加热B试管中的固体，实验结束后，他绘制了温度随时间变化的图像如图乙所示，由图像可知熔化经历了___________min，在第5min时该物质处于___________状态； （3）丙图是碘颗粒升华的实验，也是用水浴法进行加热的，用水浴法不用酒精灯直接加热的主要原因是___________（已知标准大气压下，碘的熔点是，碘的沸点是，水的沸点是100℃）。 18．在学习物态变化时，同学们对冰箱结霜问题进行了如下调查： 【结霜过程】（1）冷冻室结霜，主要是由于空气中的水蒸气进入冰箱后，遇到极冷的蒸发器表面，直接由气态_____成冰晶。（填物态变化名称） 【结霜原因】（2）导致结霜加剧的常见原因有（多选）：__________ A．门封条老化，密封不严 B．频繁开关冰箱门 C．食物含水量过高 D．冷冻室温度设定过高 【除霜方法】（3）除霜时，可以切断电源，让霜_____（填物态变化名称）成水流出，这个过程需要_____。（选填“吸收热量”或“放出热量”） 迁移创新 19．A、B两个实验小组，分别用水浴加热和用酒精灯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580℃，碘的熔点为113.7℃。则关于这两组实验说法正确的是（　　） A．两组实验中紫色碘蒸气的形成，都经历了由固态变液态的过程 B．碘的升华实验用水浴法的主要目的是受热均匀 C．两组实验中出现的紫色碘蒸气，形成的过程都需要吸收热量 D．酒精灯加热碘锤，更利于观察固态碘的升华 20．小明在观察“碘锤”中的物态变化之前，查阅资料得知：酒精灯外焰的温度约为800℃。碘的熔点为113.7℃。采用图中的两种方式加热，图甲的碘颗粒吸热会______（填物态变化名称，下同），图乙中的碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会______；两种方式停止加热后，“碘锤”中的碘蒸气将发生______现象。小王认为图甲中的碘蒸气是先熔化后汽化形成的，你认为小王的猜想对吗？______，理由：______。小王在甲烧杯中放入干冰看到水中有大量气泡产生，同时水面有大量白雾，则水中气泡的主要成分是______（二氧化碳/水蒸气）。 21．为了“探究固体熔化时温度的变化规律”，小明同学采用如图甲所示的实验装置，试管中装有适量的冰。 （1）图乙是根据实验记录绘制的冰熔化时温度随时间变化的图象。由图象可知：BC段的物质处于______（选填“固态”、“固液共存态”或“液态”），冰熔化过程需要______分钟； （2）试管中的冰完全熔化后，若持续加热，在标准大气压下将得到图象中的DE段，这段时间内试管中的水______沸腾（选填“会”或“不会”）； （3）小莹同学将图甲中试管换成碘锤做“碘的升华”实验时，如图丙所示（碘的熔点为113.7℃，碘的沸点为184.4℃），酒精灯火焰的温度可以达到500℃。碘发生的物态变化是______，该实验采用水浴法加热的主要目的是______（选填“受热均匀”或者“控制温度”）。 22．（1）某同学在做固体的熔化实验时，测得的数据如表所示。 时间（min） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度（） 20 25 30 36 42 48 48 48 52 56 60 经分析得，该固体为___________（选填“晶体”或“非晶体”），根据数据可以得出什么结论？___________。 （2）图1甲是“探究水沸腾时温度变化特点”的实验装置。 实验中某次温度计的示数如图1乙，为___________。分析表格中数据得到结论___________。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 温度/ 90 92 94 96 98 98 98 （3）如图2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 0 113.6 1083 1535 1064 沸点 100 78.5 150 184.25 2360 2750 2500 结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象___________。交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点，他发现碘的熔点是，碘的沸点是，酒精灯的火焰温度约，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，证明碘接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明___________。 23．生活处处有物理，细心的小南在家中发现： （1）寒冷的冬天，在温暖的浴室洗澡时，看见连接热水器的两根水管中的一根外面有水滴，另一根却没有，他根据所学知识判断外面有水滴的是__________（选填“冷”或“热”）水管，水管上的水滴是浴室内的水蒸气__________（填物态变化名称）形成的，该过程会__________（选填“吸收”或“放出”）热量。 （2）家里有些药品要求在0℃以下存放，小南想制作一个医用冷藏盒，于是测量了盐水的凝固点，经过多次实验得到了不同浓度盐水的凝固点，数据记录如下： 盐水浓度（%） 0 3 6 9 12 15 18 21 24 26 凝固点（℃） 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 ①分析表格中数据可知，当盐水浓度增大时，其凝固点__________（填字母）。 A．一直降低    B．一直升高    C．先降低后升高    D．先升高后降低 ②你认为给冷藏盒中药品降温最好选用______________________（选填“适当浓度盐水结成的冰”“冰”或“冰水混合物”）。 ③标准大气压下，如果将一个装有冰水混合物的试管放入正在熔化的盐水浓度为15%的盐冰水混合物中，试管中的冰水混合物中的冰会__________（选填“变多”“变少”或“不变”）。 ④实验后，他想到冬天市政部门在冰雪覆盖的路面上撒盐就是为了__________（选填“提高”“降低”或“保持”）积雪的熔点，而有利于除去积雪的。 （3）刚从冰箱中拿出的冰棒，放在空气中一会儿就会发现冰棒表面结了一层“白霜”，这层“白霜”是如何形成的？人伸出舌头贴在冰棒上，不一会发现舌头会“粘”在冰棒上，这是为什么？ （4）冬天，在甲、乙两个房间用相同的电磁炉烧菜时出现如图甲、乙所示的两种情景，锅的上方冒出“白气”，且在甲房间里，锅上方的“白气”较多。“白气”的形成原因是什么？请根据图示信息判断哪个房间的温度较高，并简述你判断的依据。 24．跨学科实践项目：用液态酸奶做酸奶冰淇淋。 【项目分析】 （1）为了达成项目，液态酸奶会__________（填物态变化名称），小明想到了可以分别利用冰、干冰和液氮使酸奶快速变成酸奶冰淇淋。 【项目实施】 （2）方案一：把液态酸奶放入冰块中，冰块会__________（填物态变化名称），如图甲所示，他发现酸奶始终无法变为冰淇淋。为了完成实验，改用盐水冰块替换冰块，酸奶变成了冰淇淋，由此可以推理盐水冰块的熔点比冰的__________（选填“高”或“低”）。 （3）方案二：如图乙，把可食用干冰倒入液态酸奶中，不断搅拌，最终做成冰淇淋。制作过程中先观察到液体中有气泡，周围飘着“白气”。气泡中的主要物质是二氧化碳，它是___________形成的（填物态变化名称）。如图丙，小洋发现装干冰的容器外壁出现一层白霜。 （4）方案三：如图丁所示，把液氮喷入液态酸奶，液态氮开始沸腾，酸奶也变成了冰激凌。经查知道液态氮的沸点-196℃，液态氮沸腾时______热（选填“吸”或“放”），温度______-196℃（选填“大于”或“小于”、“等于”） 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $