专题3.4 升华和凝华--八年级物理人教版（上册）.doc

第三章 物态变化 第4节 升华和凝华 一、升华和凝华 1．升华 （1）定义：物质由__________直接变成__________的过程。 （2）特点：升华时要__________热量。 2．凝华 （1）定义：物质由__________直接变成固态的过程。 （2）特点：凝华时要_________热量。 解读：常见的升华现象：碘加热升华、干冰升华用于人工降雨、寒冷冬天冰冻的衣服变干、樟脑球变小、灯丝变细等；常见的凝华现象：雪和霜的形成、冬天树枝上“雾凇”的形成、冬天窗户内侧形成的“冰花”、从冰箱冷冻室取出的冷冻食品上白色“粉末”的形成等。学：科网 二、自然界的水循环 自然界中的水循环是通过物态变化实现的，其基本过程是：地面上的水__________形成水蒸气升入空中，遇冷后___________成小水滴或者__________成小冰晶，形成云。在不同的条件下形成雨、雪、冰雹、雾、霜。降水的一部分__________后发生汽化和升华，变成水蒸气，升入空中，另一部分重新回到大海、湖泊、河流等，完成循环过程。 固态 气态 吸收 气态 放出 蒸发 液化 凝华 吸热 一、升华与凝华 1．生活中的升华现象：樟脑丸先变小后不见了；0 ℃以下的气温中，结冰的衣服变干；用久的灯丝变细等。 2．生活中的凝华现象：生活中的霜、雾凇、雪、“冰花”等。 3．升华吸热；凝华放热。 【例题1】齐齐哈尔的四季分明，下列常见的四个物态变化中，与其他三个不同的一个是 A． B． C． D． 参考答案：B 试题解析：A、霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶；B、露是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴；C、雪是高空中水蒸气凝华形成的小冰晶；D、雾凇是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶。所以ACD是凝华现象，B选项是液化现象。故选B。 二、物态变化过程的识别 物质存在的状态有固、液、气三种，这三种物态任意两种都可以相互转化，因此有六种物态变化。每种物态变化都对应着热量的吸收或放出。这六种物态变化可以结合下图来帮助记忆。在该图中，我们将固态、液态、气态看做是由低到高的三个阶段，由低到高的过程，包括熔化、汽化和升华都要从外界吸热；反之，由高到低的过程，包括凝固、液化和凝华都要向外界放热。 【例题2】目前家庭汽车保有量越来越高，以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是 A．冬天汽车玻璃起“雾”影响行车安全，是车内水蒸气液化形成的 B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气凝华成的小冰晶 C．汽车水箱中加入适量酒精降低了水的凝固点，防止水结冰胀破水箱 D．空调制冷时，制冷剂汽化吸热、液化放热，将车内的“热”“搬”到车外 参考答案：B 试题解析：A、汽车玻璃起“雾”是车内水蒸气液化形成的小水滴附着在内表面，故A正确；B、冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误；C、汽车水箱中加入适量酒精能降低水的凝固点，防止水结冰胀破水箱，故C正确；D、空调制冷时，液态制冷剂在车内热交换器内吸热由液态变为气态，发生汽化，气态制冷剂又由压缩机压入车外的热交换器，在交换器内放热液化，即将车内的“热”“搬”到车外，故D正确。故选B。 三、探究碘升华和凝华现象 【例题3】如图是小红做“观察碘升华”的实验装置。 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 1 083 1 535 1 064 沸点 100 78.5 150 184.25 2 360 2 750 2 500 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。 （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。 参考答案：（1）用酒精灯对烧杯直接加热过程中，在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气； （2）采用的方法是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；烧杯中水的温度最高为100 ℃，碘达不到熔点，不会发生熔化现象，碘一直处于固态，出现的碘蒸气只能是固态直接变成的，能更好地说明碘的升华。 试题解析：酒精灯直接加热碘，其温度超过了碘的熔、沸点，可能会有气态的碘蒸气，而碘蒸气显红色。若用水来恒温，保证碘的受热温度不超过其熔点，碘若变为气态，即为升华。 1．下列有关物态变化的描述中，正确的是 A．舞台上用干冰制作云雾，是汽化现象 B．秋天草地叶片上的露珠，是液化现象 C．屋顶瓦上结了一层白霜，是熔化现象 D．樟脑丸过一段时间变小，是凝华现象 2．下列现象中，属于液化的是 A．蒸笼周围冒出的“白气” B．冬天草木上出现“霜” C．冬天湖水结成“冰” D．冬天玻璃上出现“冰花” 3．夏天天气炎热，为了防止食物腐烂，在生产和生活中人们会采用下列一些做法，其中解释正确的是 A．在运输车辆上放干冰，利用干冰汽化吸热给食品降温 B．把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温 C．给放食材的盒子上盖上湿毛巾，利用水的升华吸热给食材降温 D．把食物放入冰箱内，利用冷凝剂液化吸热，使冰箱内部温度降低 4．如图所示的四种物态变化的实例中，属于凝华的是 学科……网 A．可乐罐外表面的白霜 B．杯口上方的“白气” C．冰块化成水 D．“干冰”周围的白雾 5．如图所示，舞台上经常用喷撒干冰（固态二氧化碳）的方法制造“白雾”以渲染气氛。对白雾的形成，小明的解释是：（1）干冰升华吸热使周围环境温度降低；（2）气态二氧化碳液化形成白雾。以上解释 A．仅第一句话存在科学性错误 B．仅第二句话存在科学性错误 C．两句话都存在科学性错误 D．两句话都没有科学性错误 6．如图所示，将碾碎的卫生球粉末和小树枝放入封闭的锥形瓶中，然后在酒精灯上微微加热，发现卫生球粉末越来越少，停止加热后，一会儿在烧瓶内的树枝上就出现了洁白玲珑剔透的人造“雪景”。在上述过程中，发生的物态变化有___________和___________。 7．夏天，我们从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”，剥开包装纸看到冰棒直冒“白气”，其中“粉”和“白气”的形成分别是_________和_________现象（填物态变化名称）。 8．2018年1月4~5日的强降雪在给人们带来快乐的同时也给人们的出行带来了许多不便。我们知道雪是空中的水蒸气经过__________（填物态变化名称）形成的。降雪后会造成路面结冰，为了防止交通事故，因此市政部门在路面上撒了融雪剂，如图所示，融雪剂能___________（降低/提高）雪的熔点，加快雪的熔化。降雪后人们发现天气比降雪时要冷得多，这主要是因为熔雪时要___________（放出/吸收）大量的热量导致的气温变化。 9．下图图片中分别表示的是什么物理现象： A：__________，B：__________，C：_________，D：__________。 A：冰窗花 B：湖面水汽 C：冰雪消融 D：泼水成冰 10．小阳在学习升华与凝华这部分内容的时候，看到老师做了演示实验，把碘颗粒放入试管中，并用塞子塞紧，放在温度约为90 ℃的热水中，可以看到试管中有紫色的气体产生。小阳想：为什么不把试管放在酒精灯火焰上直接加热？他通过查阅资料得知：碘在一个标准大气压下的熔点是113.5 ℃，由此分析得到：用热水加热是为了使碘不发生________（选填物态变化的名称），使碘从固态直接变为_________。 11．阅读短文，回答问题：有霜的季节，农作物常被冻坏，这就是人们常说的遭受“霜冻”，实际上，农作物不是因为霜而受冻的，0 ℃以下的低气温才是真正的凶手。当空气干燥时，即使温度降低到–20 ℃~–10 ℃，也不会出现霜，但此时农作物早就被冻坏了，农民们称这种情况为“黑霜”。 （1）霜是由__________直接变为小冰晶形成的，对应的物态变化是___________。 （2）小华由短文猜出霜形成的条件是______________和______________。 （3）小明为了验证小华的猜想，做了如下实验：从电冰箱取出一些–10 ℃的冰块放在不锈钢杯子里，一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶（即霜）。你认为该实验_______（选填“能”或“不能”）验证上述猜想，理由是_____________________。 12．《中国诗词大会》的开播，带动全民重温那些曾经学过的古诗词，分享诗词之美，感受诗词之趣。下列诗词中包含的物态变化中，属于液化的是 A．“可怜九月初三夜，露似珍珠月似弓” B．“停车坐爱枫机林晚，霜叶红于二月花” C．“千里冰封，万里雪飘” D．“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山” 13．下列“物态变化”与其吸热、放热的关系正确的是 A．“冬天的清晨，地面上出现白霜”是凝固现象，要吸热 B．“春天来到，积雪融化”是熔化现象，要吸热 C．“夏天的清晨，草地上出现露珠”是汽化现象，要吸热 D．用“干冰”进行人工降雨是利用“干冰”升华，要放热 14．人工降雨是把干冰用炮弹打入云层，干冰迅速升华，使云层中的水汽凝结成小冰晶，小冰晶在重力作用下下降，遇热变成小水滴，形成雨。云层中的水汽变成雨降落到地面的整个过程中，物态变化过程分别属于 A．凝华、熔化 B．升华、熔化 C．升华、液化 D．凝华、液化 15．南极地区是冰的世界，虽然这里降水量很小，但是空气却很湿润，这是因为冰直接升华为水蒸气，升华过程要__________热量。《诗经》中“蒹葭苍苍，白露为霜”描绘的一种物态变化是__________现象（填一种物态变化名称）。 16．热升华技术属于一种特种打印，是传统打印技术的一次突破。热升华打印出来的图像色彩鲜艳，层次丰富，其效果可与印刷品媲美。热升华打印是在高温下使色带上的油墨（颜料）受热________，渗入物体的表面，温度降低后会发生________，即形成色彩亮丽的图像。热升华的图像经久耐用，图像不会脱落、龟裂和褪色（均填物态变化名称）。 17．请你仔细阅读下面的文章，并回答下列问题。 如图是关于水循环的示意图，地球上的水在不停地循环着。阳光晒暖了海洋，水变成水蒸气升到空中，形成暖湿气流。暖湿气流遇到冷空气后水蒸气液化成小水滴，变成雨。天空的降水落到地面，一部分直接变成小溪，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。 （1）分析水循环的示意图，你能得到哪些物态变化的信息。 （2）你也许注意过，天气预报中常说：“……向北移动的暖湿气流和来自××地区的冷空气前锋相遇，将在我国××至××之间形成一条东西方向的降雨带……”。试说明暖湿气流携带较多的水分，为什么不一定带来降雨，而与冷空气相遇才会降雨。 （3）干旱时，要实施人工降雨必须具备什么样的天气条件？实施人工降雨时常向高空抛洒干冰，请问干冰的作用是什么？学科？网 18．某同学在探究物态变化的实验中。 （1）如图所示，将碘锤放入热水中，观察到碘锤中固态碘逐渐消失，紫色的碘蒸气充满碘锤，此过程固态碘发生的物态变化是__________（填物态变化的名称）。 （2）在上述实验中，小明同学猜想：固态碘可能是先变成液体，再变成气体，因为速度太快，液态碘出现的时间太短，因而没有观察到。为验证猜想，他查询了一些资料：通常情况下，碘的熔点是113.5 ℃，碘的沸点是184.4 ℃，水的沸点是100 ℃。请你根据上述资料分析说明小明的猜想为什么错误：_______________________________。 （3）小明在烧杯中放入适量的温水，然后放入一小块干冰（固态二氧化碳），此时观察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）。 19．（2018·长沙）我国是严重缺水的国家。水资源人均占有量是世界的25%，是世界上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．海水吸热，汽化成水蒸气 B．水蒸气与冷空气接触，熔化成水滴 C．小水滴遇到更冷的气流，凝华成小冰珠 D．小冰珠在降落过程，液化成雨水 20．（2018·河北）如图是小明和小华在寒冷的冬天堆雪人时的情景，下列说法正确的是 A．水蒸气在高空遇冷会凝固成小冰晶下落到地面，这就是雪 B．气温低于0 ℃时，雪人仍会逐渐变小，是因为发生了凝华现象 C．他们呼出的“白气”的形成过程属于汽化 D．“下雪不冷化雪冷”是因为熔化吸热 21．（2018·攀枝花）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低于0 ℃，此时易拉罐的下部和底部出现白霜，白霜形成的物态变化是 A．液化 B．汽化 C．凝固 D．凝华 22．（2018·河南）自然界中的水循环是通过水的物态变化实现的。地面上江、河、湖、海中的水在太阳的照射下不断________成水蒸气，流动的水蒸气遇到冷的空气后______成小水滴或直接________成小冰晶，就形成了云。在一定的条件下，小冰晶熔化成水与原来的小水滴一同下落，形成雨水，汇集到江、河、湖、海中。 3．B【解析】A．在运输车辆上放干冰，利用干冰升华吸热给食品降温，故A错误；B．把食材放在冰块上，因为冰块熔化时为吸热过程，所以可以利用冰块熔化吸热给食材降温，故B正确；C．给放食材的盒子上盖上湿毛巾，利用水的汽化吸热给食材降温，故C错误；D．把食物放入冰箱内，利用冷凝剂汽化吸热，使冰箱内部温度降低，故D错误；故选B。 4．A【解析】A、可乐罐外表面的白霜，是水蒸气直接由气态变成固态，属于凝华现象，故A正确；B、杯口上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴，故B错误；C、冰块化成水，固态冰变为液态水，属于熔化现象，故C错误；D、“干冰”周围的白雾是由于“干冰”升华吸热，使周围空气温度降低，空中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴，故D错误。故选A。 5．B【解析】舞台上经常用喷撒干冰（固态二氧化碳）的方法制造“白雾”以渲染气氛。其形成过程为：干冰升华吸热使周围环境温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化而形成小水珠，即我们看到的“白雾”。所以第一句解释正确，第二句话存在科学性错误。故选B。 8．凝华 降低 吸收 【解析】雪是固态，水蒸气是气态，雪是空中的水蒸气由气态直接变为固态凝华形成的。融雪剂能降低雪的熔点，加快雪的熔化。因为熔雪时要吸收大量的热量导致气温变化，所以人们会感到下雪不冷化雪冷。 9．凝华 液化 熔化 凝固 【解析】A．冬天窗玻璃上的冰花是室内温度较高的水蒸气凝华形成的固态小冰晶；B．湖面的“水汽”是水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴；C．冰雪消融是固态冰变为液态水的过程，属于熔化现象；D．泼水成冰，液态水变为固态冰，属于凝固现象。 10．熔化 气态 【解析】由题意知，要研究升华现象，但碘在一个标准大气压下的熔点是113.5 ℃，所以直接把试管放在酒精灯火焰上加热，碘会熔化，从而影响实验的进行，而用90 ℃的热水加热，温度不会达到熔点，不会熔化。即用热水加热是为了使碘不发生熔化，使碘从固态直接变为气态，即研究升华现象。 11．（1）水蒸气 凝华 （2）空气湿润 气温在0 ℃以下 （3）不能 没有做空气干燥时是否会出现霜的对比实验 学；科网 【解析】（1）霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，附着在植被表面； （2）根据文中的“当空气干燥时，即使温度降低到−20 ℃∼−10 ℃，也不会出现霜。”可知：霜的形成条件是：空气湿润且温度在0 ℃以下； （3）实验：“从冰箱取出一些−10 ℃的冰块，放在不锈钢杯子里，一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶（即霜）”中，没有提供两种不同的空气湿润环境；故不能验证猜想。 12．A【解析】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。A、露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴，附着在植被表面，此过程放热，故A正确；B、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，附着在建筑物或植被表面，此过程中放热，故B错误；C、雪是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的冰晶，此过程中放热，故C错误；D、“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山”中，冰是凝固现象，雪是凝华现象，故D错误；故选A。 水蒸气，升华过程需要吸热；露是液体，是由空气中的水蒸气遇冷形成的，气态变为液态的现象叫液化；霜是固体，是由空气中的水蒸气遇冷形成的，气态直接变为固态的现象叫凝华，所以“蒹葭苍苍，白露为霜”描绘的物态变化是凝华现象。 16．升华 凝华 【解析】热升华打印是在高温下使色带上的油墨（颜料）受热升华，变成蒸气，渗入物体的表面，温度降低后会凝华成固体，即形成色彩亮丽的图像。 17．（1）液化：水蒸气遇冷变成小水滴。汽化（或蒸发）：水受热蒸发变成水蒸气。 （2）这是因为水的状态转化是需要一定条件的，水蒸气只有在遇到冷空气时，才能放热液化成小水滴，形成降雨。 （3）天空中必须有暖湿气流（或大量的水蒸气）；干冰的作用是：干冰升华时吸收大量的热，使暖湿气流的温度降低。 18．（1）升华 （2）热水温度低于碘的熔点，碘不可能熔化 （3）二氧化碳 【解析】（1）试管中的固态碘在热水中，由固态直接变为气态，属于升华过程； （2）由数据知，水的沸点是100 ℃，而碘的熔点是113.5 ℃，所以碘在100 ℃的沸水中不可能熔化； （3）干冰在热水中迅速由固态升华成为气态，形成气泡，同时吸收热量；二氧化碳气体使水面上方空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成雾。 19．A【解析】A．海水汽化成水蒸气，是吸热过程，故A正确；B．水蒸气与冷空气接触，液化成水滴，故B错误；C．小水滴遇到更冷的气流，由液态变为固态，凝固成小冰珠，故C错误；D．小冰珠在降落过程，由固态变为液态，熔化成雨水，故D错误；故选A。 20．D【解析】雪是水蒸气在高空遇冷凝华成小冰晶，故A错误；雪人之所以变小，是因为的雪由固态直接变为水蒸气，发生了升华的缘故，故B错误；小明和小华呼出的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故C错误；下雪是凝华放热，使气温升高，化雪是熔化吸热，使气温降低，所以化雪冷，故D正确，故选D。 21．D【解析】易拉罐的下部有白霜形成，是由于空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的冰晶，即白霜。故选D。 22．汽化 液化 凝华 【解析】江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变为水蒸气是液态变为气态，是汽化；水蒸气的温度降低凝成小水珠的变化是气态变为液体，是液化；水蒸气变成小冰晶是气态直接变为固态，是凝华。