人教版2024-2025学年八年级物理上册举一反三系列3.4升华和凝华(原卷版+解析)

3.4 升华和凝华（原卷版）本节学习目标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。要点一 升华和凝华1.定义：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。3.定义：物质从气态直接变成固态叫凝华。4.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。【例】常见的物态变化，属于升华现象的是（　　）。A．冰箱冷冻室的内壁出现霜 B．池塘的水面产生一层薄冰C．衣柜里的樟脑丸逐渐变小 D．洒在地板上的水很快变干 【变式1】你一定看过电视台文艺晚会吧，向舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳），能产生缕缕青云或淡淡薄雾，这种特殊效果是如何产生的？【变式2】下列现象中发生了凝华的是（　　）。A．杯子里的开水“冒白烟” B．泼水成冰凌C．冬天的早晨树枝上出现雾凇 D．利用干冰生成了烟雾 【变式3】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 要点二 升华和凝华中的吸放热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。【例】液态的露和固态的霜都是水蒸气凝结成的。水蒸气有时候会凝结成露，有时候会凝结成霜。（1）是什么因素影响水蒸气凝结成露还是霜？请提出你的一个猜想。（2）请设计一个实验检验你的猜想（写出主要的实验步骤）。【变式1】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。 【变式2】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【变式3】2012年3月1日傍晚，市人工影响天气办公室经过一天一夜坚守，抓住有利时机，分别在东海桃林镇、赣榆抗日山和灌云陡沟乡等地成功实施人工增雨作业。关于人工增雨作业，下列说法中错误的是（　　）。A．人工增雨可以用抛射干冰的方法；B．人工增雨可以将含有碘化银的炮弹打入高空；C．人工增雨中抛射干冰是利用干冰凝华放热；D．碘化银在高空扩散，成为云中水滴的凝聚核，水滴在其周围迅速凝聚 3.4 升华和凝华（解析版）本节学习目标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。要点一 升华和凝华1.定义：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。3.定义：物质从气态直接变成固态叫凝华。4.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。【例】常见的物态变化，属于升华现象的是（　　）。A．冰箱冷冻室的内壁出现霜 B．池塘的水面产生一层薄冰C．衣柜里的樟脑丸逐渐变小 D．洒在地板上的水很快变干【答案】C。【解析】A、冰箱冷冻室内壁上的霜是冰箱内水蒸气快速放热，由气态直接变成的固态，属于凝华，不符合题意；B、池塘的水面产生一层薄冰，即水变成了冰，属于凝固现象，不符合题意；C、放在衣柜里面的樟脑丸变小了，由固态直接变成了气态，属于升华现象，符合题意；D、洒在地板上的水很快变干，水由液态变成了气态，属于汽化现象，不符合题意。故选C。【点睛】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。【考点分析】本题考查了学生对物态变化类型的判断，能够把握住物质前后的状态变化是解决此类题目的关键。【变式1】你一定看过电视台文艺晚会吧，向舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳），能产生缕缕青云或淡淡薄雾，这种特殊效果是如何产生的？【解析】干冰升华吸收大量空气中的热，使空气中的水蒸气降温液化成许多小水珠，便形成了缕缕青云或淡淡薄雾。【考点分析】题目考察了升华吸热的现象和应用和液化现象。干冰是固态的二氧化碳，它在常温下可以迅速的升华，并从空气中吸收大量的热，使空气的温度降低，空气中的水蒸气就会遇冷液化形成小水珠，这就是我们看到的白雾。【变式2】下列现象中发生了凝华的是（　　）。A．杯子里的开水“冒白烟” B．泼水成冰凌C．冬天的早晨树枝上出现雾凇 D．利用干冰生成了烟雾 【答案】C。【解析】A、开水“冒白烟”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故A不符合题意；B、泼水成冰凌，由液态变成固态，是凝固过程，故B不符合题意；C、树枝上的雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶，故C符合题意；D、干冰生成烟雾，是干冰升华吸热，使空气温度降低，空气中的水蒸气液化形成“烟雾”，故D不符合题意。故选C。【点睛】（1）判断物态变化现象首先要知道各种物态变化的定义，然后看物体是由什么状态变为了什么状态，从而得出结论；（2）物质由气态放热直接变成固态的过程叫凝华，选项中哪个生成物是固态，再看是否由气态形成，即可得出正确答案。【考点分析】分析生活中的现象属于哪种物态变化，关键要看清物态变化前后，物质各处于什么状态。【变式3】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。【考点分析】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。要点二 升华和凝华中的吸放热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。【例】液态的露和固态的霜都是水蒸气凝结成的。水蒸气有时候会凝结成露，有时候会凝结成霜。（1）是什么因素影响水蒸气凝结成露还是霜？请提出你的一个猜想。（2）请设计一个实验检验你的猜想（写出主要的实验步骤）。【答案】（1）是由物体的温度决定的。（2）实验方案：①用同样的两个杯子装上水，一个放进冰箱的冷藏室，一个放进冷冻室；②五个小时后取出，放在空气中，观察两个不同的杯子上的变化。若从冷藏室中拿出来的杯子上凝结的水，而从冷冻室中拿出的杯子上是霜的话，就说明水蒸气凝结成露还是霜是与温度有关的；若两个杯子都凝结的是水，说明水蒸气凝结成露还是霜与温度无关。【解析】根据霜和露的形成时间，夏天形成露，秋天形成霜，由此可以猜想：是不是由温度决定的。要验证猜想，我们需要找到温度不同的物体，拿到空气中，空气中的水蒸气就会凝结。温度不同的物体我们可以从冰箱的冷藏室和冷冻室中取出。【考点分析】此题主要考查学生的实验设计能力。容易出问题的是很多同学不注意观察生活，就不知道霜和露的形成时间，这就要求我们平时要多观察生活。【变式1】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。【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。【点睛】（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。【考点分析】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。【变式2】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【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。【点睛】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。【考点分析】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。【变式3】2012年3月1日傍晚，市人工影响天气办公室经过一天一夜坚守，抓住有利时机，分别在东海桃林镇、赣榆抗日山和灌云陡沟乡等地成功实施人工增雨作业。关于人工增雨作业，下列说法中错误的是（　　）。A．人工增雨可以用抛射干冰的方法；B．人工增雨可以将含有碘化银的炮弹打入高空；C．人工增雨中抛射干冰是利用干冰凝华放热；D．碘化银在高空扩散，成为云中水滴的凝聚核，水滴在其周围迅速凝聚【答案】C。【解析】人工降雨有多种方法，可以将碘化银炮弹发射到高空云团的零度层以上，利用碘化银在高空中分解生成银单质和碘单质，形成人工冰核。这些冰核经过水汽凝聚，形成冰晶。冰晶发展到一定的程度，他们将通过零度层下降，之后融化，形成雨滴。也可使用干冰，干冰是固态的二氧化碳，很容易升华，干冰在升华过程中吸热，使气温急剧下降，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴或水蒸气发生凝华现象直接变成小冰粒。冰粒下降过程中熔化变成雨滴，降落到地面就形成了雨。