导学案：3.4 升华和凝华【教师版】

学而优教有方人教版八年级（上册）第三章物态变化第4节升华和凝华（导学案）【学习目标】1.通过观察碘的升华与凝固实验，了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的。2.知道升华要吸热，凝华要放热。3.能用升华和凝华的知识，解释生活中的现象。4.通过水循环过程中水的三态变化，培养关心环境和节约用水的意识。【学习重点】碘的升华与凝固实验。【学习难点】升华吸热，凝华放热。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1．物质从固态直接变成气态的过程叫升华。升华需要吸(填“吸”或“放”)热.2．物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。凝华需要放(填“吸”或“放”)热.3．樟脑球放在衣柜内，平时我们能闻到气味，过一段时间体积会变小，这是升华现象。晚秋的早上，我们会看到在地面或物体上凝结成的白色细微颗粒（即霜），这是凝华现象。4.自然界中的水循环是通过物态变化实现的。【合作探究】探究一：升华和凝华【实验】如图所示，在锤型试管中盛有少量碘颗粒，放入盛热水的烧杯中加热，观察碘的状态变化，当试管中充满某种气体后，将试管取出放入凉水中，观察有什么现象。加热前加热前在热水中在空气中思考以下问题：①放入热水前碘是什么状态的？_固态；②把装有碘的碘锤加热后，密封玻璃管内发生什么现象？该过程有没有出现液态的碘？现象：固态的碘变成了紫色的碘蒸气；没有_（有/没有）出现液态的碘；③把碘锤从热水中取出，放在空气中，密封玻璃管内发生什么现象？该过程有没有出现液态的碘？现象：碘蒸气变成了固（固/液）态碘，没有_（有/没有）出现液态的碘。通过实验可知：碘可以在固态和气态间发生直接转化。1.升华和凝华①升华：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。②凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。

2.升华吸热【想一想】碘升华时要加热,说明升华是一个什么过程?【理论推导】因为熔化、汽化、升华都是物质从低能量状态到高能量状态，所以都要吸热。【实验】在烧杯中放一小块干冰，仔细观察，发现什么现象？用手接触烧杯底部，有什么感觉？说明什么问题？【分析】发现干冰逐渐变小，并且没有液体产生，说明干冰直接从固态变成了气态，也就是说干冰发生了升华。此时，用手接触烧杯底部，感觉烧杯底部变冷（冷/不变/升高），说明升华的过程吸热。【结论】升华吸热。3.凝华放热【想一想】凝华时要冷却，说明凝华是一个什么过程?【理论推导】因为凝固、液化、凝华都是物质从高能量状态到低能量状态，所以都要放热。【实验】在封闭玻璃管里放入碘，先加热使其升华，然后在水中自然放置，会有部分碘蒸汽凝华。测量这个过程前后水温变化，经测量水的温度升高（升高/降低），这说明凝华放热。【结论】凝华放热。【做一做】下列发生物态变化的现象中，属于凝华的是（A）A．刚出冷库的冻肉比原来重 B．洒在地板砖上的水不见了C．加在饮料中的冰块越来越小D．放在衣柜里的樟脑丸变小了【解析】A．刚出冷库的冻肉温度很低，空气中的水蒸气遇冷会凝华成固态的小冰晶附着在冻肉上，所以整体重量增加。该选项符合题意。 B．洒在地板砖上的水不见了属于蒸发现象，该选项不符合题意。C．加在饮料中的冰块越来越小属于熔化现象，该选项不符合题意。D．放在衣柜里的樟脑丸变小了属于升华现象，该选项不符合题意。探究二：升华与凝华现象【讨论以下问题】①衣柜里防虫用的樟脑丸（卫生球），过一段时间会变小，最后不见了。有没有变为液态？发生了什么物态变化？②寒冷的冬季，冬天冰冻的衣服也会变干。冰是否发生了熔化？发生了什么物态变化？③冬天，寒冷的早上，室外树枝上常常挂着一层霜，是怎么形成的？④寒冷的冬天，树枝上出现的“雾凇”（俗称冰花、树挂），是怎么形成的？【归纳】上述事例①与②，都是从固态直接变为气态，发生了升华现象。③与④都是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶（粒状结构沉积物、冰片、冰花等形状）。新灯泡旧灯泡新灯泡旧灯泡霜雾凇冰花【讨论】⑤观察对比一个旧灯泡、一个新灯泡，有什么不一样？黑色是在内侧还是外侧，是固态还是液态、气态？是不是玻璃变黑的?钨丝为什么到了灯的壁上呢?发生了什么物态变化?【归纳】白炽灯泡的钨丝在高温下会升华变成钨蒸气，使灯丝变细；钨蒸气遇到灯泡玻璃后又凝华变成固态钨附着在玻璃泡上，使内壁变黑。这里包含了两个物态变化过程：升华、凝华。探究三：升华与凝华现象的应用干冰是在一个大气压下以温度为-78.5oC存在的固态（固态/液态）二氧化碳（CO2），在常温下可以直接升华为二氧化碳气体。1.干冰的特点：容易升华，有吸热致冷作用。2.干冰的应用①人工降雨【讨论】人工降雨就是用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等催化剂，帮助降雨。这个过程发生了怎样的物态变化？【归纳】用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等等催化剂，它们会升华吸热，使云层中的温度急剧下降，从而使云层中的水蒸气遇冷液化成小水滴，或者直接凝华成小冰晶，大量冰晶，使冷云上部的冰晶密度增大，促成或增加降水落到地上便形成雨。②舞台烟雾舞台“白雾”舞台“白雾”【提问】烟雾是怎样形成的?用我们学过的知识说说其中的道理。请同组或前后组讨论一下。烟雾是不是水蒸气?是不是干冰?是什么?是什么物态变化?【归纳】舞台上喷出的干冰瞬间升华，从周围吸热，导致温度下降，周围的水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶悬浮在空气中，即我们所见到的“烟雾”。【例题3】随着科技的发展，“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨是用飞机在空中喷洒干冰（固态二氧化碳），干冰迅速_升华，这个过程需要吸收热量（选填“吸收”或“放出”），周围空气中的水蒸气有的液化成小水滴，有的凝华成小冰粒，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。（除了第二空，其余四空均填物态变化的名称）探究四：水循环【阅读】课本《水循环》内容。水循环示意图水循环示意图水是人类生存环境的重要组成部分。通过水的三态变化，地球上的水在不停地循环：阳光晒暖的海洋，海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便液化成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了云；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成雨；如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成冰雹降落到地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来就变成雪花飘落大地。这些天空的降水落到地面，一部分直接变为小溪，另一部分渗入地下，涌出地表后变成股股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。地球上的水在陆地、海洋、大气之间不断地循环。请大家思考一下：水资源缺乏是当今世界的一大危机，我们应如何合理地节约用水？我们不仅需要在技术上使用节水器具、优化用水系统的运行，更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯，共同保卫我们的蓝色家园。【做一做】我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量是世界平均值的25%，是人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识，提高节水意识，培养良好的用水习惯，是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环，下列说法正确的是（A）A.海水吸热，汽化形成水蒸气B.水蒸气与冷空气接触，熔化形成小水滴C.小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰珠D.小冰珠在降落过程中，液化形成雨水【解析】A.海水吸热蒸发为水蒸气，是汽化现象，A正确。B.水蒸气与冷空气接触，是液化成小水滴，该说法错误。C.小水滴遇到更寒冷的气流，就会凝固成小冰珠，C错误。D.小冰珠在降落过程中，有可能形成冰雹落到地面，D错误。【想想议议】水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。给图填字，说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系。【精讲点拨】1.尽管升华和凝华现象并不罕见，但不易引起同学们的注意，往往认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段。因此，在学习中应从升华和凝华的现象出发，在进行观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华。2.碘的升华和凝华实验是本节学习的重点，做好实验，观察实验现象，要得出正确结论。3.在“STS水循环”学习中，注意关注生活、关注社会。通过进行交流、讨论，对水资源的保护、开发和利用形成自己的独特见解，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯。4.对升华吸热，凝华放热要结合生活中的有关现象进行理解掌握。【归纳整理】①①凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。②生活中的凝华：霜、雾、雪、冰花等。③凝华放热：凝华②升华现象：碘的升华、结冰的衣服变干等升华①升华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华。③升华吸热：干冰升华过程吸热有制冷作用，可用来进行人工降雨、舞台烟雾、食品保鲜等。升华和凝华①水循环的三部分：蒸发、降水、径流。②雨、雾、露、雪、雹等自然现象的形成。③提高节水意识，合理用水。水循环【课堂练习】1.说出下列各种物态变化的名称及吸、放热情况（写序号）。①碘变成紫色的气体；②卫生球变小了；③霜的形成；④雾、露的形成；⑤水结冰；⑥夏天衣服被晒干；⑦冰化成水；⑧冬天嘴里呼出的白气；⑨冬天玻璃窗内表面结一层冰花。（1）属于熔化的有________；凝固的有________；汽化的有________；液化的有________；升华的有________；凝华的有________。（2）在上述发生物态变化过程中，吸热的有________；放热的有________。【答案】（1）⑦；⑤；⑥；④与⑧；①与②；③与⑨。（2）①、②、⑥、⑦；③、④、⑤、⑧、⑨。2.在烧瓶里放少量碘，并对烧瓶稍微加热，片刻就能观察到瓶内出现________，停止加热烧瓶内壁又出现________。这两个过程中，前者属于_______，需要_____热；后者属于_______，需要_____热。【答案】碘蒸汽，碘颗粒。升华，吸；凝华，放.【解析】对烧瓶里的碘稍微加热，碘会升华为气态的碘蒸汽，停止加热，气态的碘蒸汽又会凝华为固体的碘颗粒。这两个过程中，前者属于升华，需要吸热；后者属于凝华，需要放热。3．家用白炽灯泡灯丝正常工作时温度高达2000℃左右，而用钨丝制造灯丝，这是因为钨的______高。长期使用后，因在高温下钨丝________形成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上________形成固体钨，所以灯泡变黑了。【答案】熔点，升华，凝华.【解析】用钨丝制造灯丝，这是因为钨的熔点高。长期使用后，因在高温下钨丝升华形成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上凝华形成固体钨，所以灯泡变黑了。4.下列物态变化相同的一组是（）图1图1A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【答案】D。【解析】草叶上的露珠是液化现象；冬天窗户上的冰花是凝华现象；逐渐变小的冰雕是升华现象；寒冬树上的雾凇是凝华现象。物态变化相同的一组是②与④。5.现列举一些物态变化的现象：①碘变为紫色气体；②刚拿出冰箱的冰棒，在包装纸周围有一些粉状的晶体；③霜的形成；④雾的形成；⑤露水的形成；⑥水凝结成冰；⑦夏天衣服被晒干；⑧冬天嘴里呼出的“白气”；⑨冰化成水；⑩冬天玻璃窗上结了一层冰花。在这些现象中，属于凝华现象的是（）A.①②③ B.④⑤⑥C.②③⑩D.⑦⑧⑨【答案】C。【解析】属于凝华现象的是：②刚拿出冰箱的冰棒，在包装纸周围有一些粉状的晶体；③霜的形成；⑩冬天玻璃窗上结了一层冰花。6.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。”冰与雪的形成过程都要放出热量【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。D选项：冰与雪的形成是凝华现象，其过程都要放出热量，所以该选项正确。7.冬天的早晨，在有人居住的室内窗户上往往会出现冰花，下面说法正确的是（）A.出现在窗户的内侧，由大量水蒸气凝华而成B.出现在窗户的内侧，由水凝华而成C.出现在窗的外侧，由大量水蒸气凝华而成D.出现在窗户外侧，由水凝华而成【答案】A。【解析】“冰花”是室内空气中的水蒸气遇到比较冷的窗玻璃，由气态直接变为固态的小冰晶，附着在窗玻璃内侧。选项A正确。8．将杯中的液态氮（沸点为﹣196℃）倒入盛有奶浆的碗制作冰淇淋，观察到杯中液态氮沸腾，杯外壁出现白霜，则杯中液态氮温度________（选填“升高”、“不变”或“降低”），白霜是空气中水蒸气_________形成的（填物态变化名称）。【答案】不变，凝华。【解析】液态氮的沸点为-196℃，倒入奶浆中要发生沸腾，因为液体在沸腾过程中，温度不变，所以杯中液态氮温度不变；液态氮沸腾过程中吸收大量的热，使奶浆和杯子的温度急速降低，空气中的水蒸气遇到温度很低的杯子凝华成小冰晶（白霜）。9.某同学在探究物态变化的实验中