2021学年第4节 升华和凝华学案及答案

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【学习目标】
1.知道升华和凝华现象；
2.理解升华和凝华的概念；
3.理解升华吸热与凝华放热；
4.掌握升华吸热和凝华放热的应用。
【要点梳理】
要点一、升华
1、定义：【高清课堂：《汽化和液化、升华和凝华》】物质从固态直接变成气态叫升华。
2、现象：冰冻的衣服变干、雪堆没有熔化变小、灯丝变细、衣柜里的卫生球变小、干冰升华、碘升华、固体清香剂消失等。
要点诠释：
1、升华是指物质从固态直接变为气态的过程，注意在此物态变化中并不存在液态。
2、一般在任意温度下，任何固体的表面都会发生升华现象。某些干燥的固体物质如香皂发出气味这就是固体表面发生升华。
要点二、凝华
1、定义：物质从气态直接变成固态叫凝华。
2、现象：冬天窗户上的冰花、霜、雾凇等都是凝华。

要点诠释：
1、凝华是物质从气态直接变成固态的过程，在此物态变化过程中没有经过液体。
2、凝华需要该物质的蒸气达到一定的浓度以及温度要降到该物质的凝固点以下才能发生。
要点三、升华吸热和凝华放热
1、人工降雨：
关于人工降雨原因：一是干冰的升华降温；二是水蒸气遇冷凝华成小冰晶；三是小冰晶下落遇到热的气流熔化成小水珠，小水珠越结越大，水珠下落到地面就形成雨。
2、舞台烟雾：
关于舞台“烟雾”的之谜：干冰粉喷洒到舞台上，迅速升华降温，使空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠来制造“白雾”以渲染气氛。
3、储藏食物、医学手术：
固态二氧化碳可以直接升华为气态的二氧化碳，同时吸收大量的热，还没有残留物。利用该特点，可以用来作强制冷剂，用来储藏食物或用在医学研究上，现代医学中的“冷冻疗法”就是把干冰（固态二氧化碳）放在部分组织上，利用干冰升华吸热迅速降温，使其组织坏死。
要点诠释：
1、升华吸热，有制冷作用；凝华放热。升华和凝华互为逆过程。
2、学习了物质的三态之间的六种变化，在分析物态变化现象时，弄清物态变化中初始状态和最终状态，以及变化过程中的条件。如冰冻衣服晾干，是因为衣服下的冰吸热升华成水蒸气，初始状态是冰，最终状态是水蒸气，条件是吸热，物态变化是升华。
【典型例题】
类型一、升华
1.（2015•江南区校级一模）汽车内经常摆放一种“固体清新剂”，能有效清新汽车内的空气．“固体清新剂”发生的物态变化是（ ）
A．升华 B．凝华 C．熔化 D．汽化
【答案】A
【解析】汽车内的“固体清新剂”由固态直接气态，属于升华现象，故选A。
【总结升华】本题考查了生活中物态变化，抓住物质前后的状态变化是解题的关键，属于热学基础知识的考查。
举一反三：
【变式】张乾同学做了一个实验：将碾碎的卫生球粉末和小树枝放入封闭的烧瓶中，然后在酒精灯上微微加热烧瓶，发现卫生球的粉末越来越少，停止加热后，一会儿烧瓶内的树枝上出现了洁白、玲珑剔透的人造“雪景”，对以上实验现象，下列说法中正确的是（ ）
A.“雪景”是卫生球升华而成的
B.“雪景”是卫生球凝华而成的
C.“雪景”的形成经历了汽化和液化两个物态变化过程
D.“雪景”的形成经历了升华和凝华两个物态变化过程
【答案】D
2.（2016•锦州模拟）某同学在探究物态变化的实验中，在试管中放入少量的碘，塞紧盖子放入热水中，观察到试管中固态碘逐渐消失，变成紫色的碘蒸气并充满试管。
（1）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，他查询了一些小资料：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是错误的： 。
（3）为了进一步探究此类现象，小明在试管中放入适量的温水，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，同时水面上有大量白雾．水中大量的气泡是由 形成的。水面上大量的白雾是由 形成的。
【思路点拨】（1）物质由固态直接变为气态的过程叫升华，需要吸收热量；
（2）晶体熔化的条件是达到熔点，吸收热量；
（3）物质由气态变为液态的过程叫液化。
【答案】（1）升华；（2）热水温度低于碘的熔点，碘不可能熔化；（3）干冰吸热升华；水蒸气遇冷液化
【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）干冰在温水中迅速由固态升华成为气态，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。
【总结升华】此题考查的是物态变化过程，综合性较强，读懂题意，把握中心是解答的关键。
举一反三：
【变式】当一个白炽灯泡用久后，与同型号新灯泡比较会发现它里面的钨丝变细了，且灯泡内壁变黑。说明钨丝工作时温度高，先发生 ，后在停止工作时遇冷发生 （填物态变化名称）。
【答案】升华；凝华
类型二、凝华
3.把干冰（固态二氧化碳）放入铝罐里一段时间，罐外壁结了一层霜，如图，这层霜是由 经过 这种物态变化形成的。寒冬，坐满人的汽车门窗紧闭，水蒸气液化成小水珠附着在玻璃车窗上，水蒸气变成水珠 （选择：“会吸热”、“会放热”、“不会吸热或放热”），水珠会出现在车窗的 （选择“内侧”、“外侧”、“内、外侧”）。
【答案】水蒸气、凝华、会放热、内侧
【解析】固态干冰变成气态二氧化碳是升华过程，升华过程需要向周围吸收热量；空气中的水蒸气遇冷直接变成小冰粒形成霜，是凝华。冬季，房间内水蒸气温度较高，遇到温度较低的玻璃，会对其放热液化形成小水珠，附着在玻璃的内表面。
【总结升华】考察了物态变化现象在生活中的应用。判断物态变化现象主要看物体由什么状态变为了什么状态，然后根据物态变化的定义来判断。
举一反三：
【变式】（2015•夏邑县二模）小明打开冰箱门，发现冷冻室的侧壁上有很多霜，这是水蒸汽 形成的，当他拿起湿抹布去擦时，抹布却粘在了侧壁上，这是因为湿布中的水发生了 而造成的。（选填物态变化名称）
【答案】凝华；凝固
类型二、综合应用
4.（2016•黄冈模拟）汽车前挡风玻璃应始终保持清洁透明，下列做法正确的是（ ）
A．冬天，在挡风玻璃的外壁涂除霜剂，防止汽车在行驶时挡风玻璃外壁结霜
B．夏天，挡风玻璃上有雾汽时，应立即停车，把挡风玻璃外壁的雾汽擦干净
C．冬天，车内不能开空调取暖，否则，挡风玻璃会结霜
D．夏天，车内空调温度不能调得太低，否则，挡风玻璃会结雾
【思路点拨】物质从气态直接变成固态叫凝华，凝华过程要放出热量；物质由气态转变为液态的过程叫做液化，液化是放热过程。
【答案】D
【解析】A、冬天，车外温度低玻璃温度低，车内温度高的水蒸气遇冷凝华成小冰晶，结在玻璃的内侧，故A错误；
B、夏天，挡风玻璃的雾气是由于车内空气中的水蒸气遇到温度较低的玻璃，液化形成的小水珠．在挡风玻璃内壁，故B错误；
C、挡风玻璃上的霜是由于车内空气中的水蒸气遇到温度较低的玻璃，放出热量凝华形成的，打开空调可使霜吸热升华为水蒸气，车窗玻璃就清晰了，故C错误；
D、夏天，车内空调温度不能调得太低，内外温差大，外面的热空气遇到温度较低的玻璃液化会结雾，故D正确。故选D。
【总结升华】本题以汽车为研究对象，考查了生活中的常见物态变化现象，注重了物理知识和生活实际的联系，是一道联系实际的好题。
举一反三：
【变式】【高清课堂：《汽化和液化、升华和凝华》例1.】填写物态变化名称。
1.雾淞、霜的形成 ( )
2.冬天窗户玻璃上出现冰花 ( )
3.冬天冰冻的衣服变干 ( )
4.樟脑丸变小了( )
5.灯泡变黑了( )
【答案】凝华；凝华；升华；升华；先升华后凝华