初中物理人教版（2024）八年级上册升华和凝华教案设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册升华和凝华教案设计，共14页。教案主要包含了学生实验，设计实验，进行实验收集证据，分析归纳，引出概念，视频演示，图片展示，提问，出示旧灯泡，提问等内容，欢迎下载使用。

年级
八年级
授课时间
课题
第4节 升华和凝华
教学
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。
教材
分析
升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化。尽管升华和凝华现象并不罕见，但不易被学生注意，他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段。因此，教学中应对其足够重视，以帮助学生澄清模糊的认识。教学中应从升华和凝华的现象出发，在让学生进行观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华。
碘的升华和凝华实验是本节教学的重点，做好实验是关键。
由于升华、凝华现象不是学生学习的重点，教材在这里没有过多设计活动内容。碘在常温下稍微受热，就可以升华，碘蒸气稍遇冷，又可以凝华；再加上碘蒸气(夹杂着空气)呈紫红色，便于观察，所以用碘做升华、凝华实验，是一种比较理想的物质。但是碘蒸气有毒，做实验时必须把它封闭起来，以免影响学生的健康。
碘的升华与凝华实验已有现成的鼓形或两端封闭的试管形仪器可用，可以用现成仪器向学生展示碘的升华与凝华现象。
教材安排了“STS 水循环”栏目，有意识地引导学生关注生活、关注社会，培养其社会责任感。课上可让学生进行交流、讨论，让他们对水资源的保护、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。
教学
器材
铁架台、烧瓶、酒精灯、细线、碘、新旧灯泡。
多媒体ppt，包含视频：《碘的升华和凝华》、《霜、雪、雾凇、冰花等自然现象》、《人工降雨》、《干冰》等。
教学过程
教学
内容
教师活动
学生活动
引入
新课
【提问】①北方的冬天温度在0℃以下，结冰的衣服也会变干。衣服上的冰到哪里去了呢？
②雾凇是严冬时节经常出现在东北地区的自然现象，它既不是冰也不是雪，它是怎样形成的呢？
雾凇
结冰的湿衣服能变干 雾凇
【小结】这些现象都是水和水蒸气之间直接发生了转化----升华和凝华，今天学习《3.4 升华和凝华》。
观察现象，思考原因，进入情景。
新课
教学
一、
升华和凝华
【学生实验】观察碘的升华和凝华
【设计实验】在试管（碘锤）中放入少量碘并盖紧塞子，往烧杯中加入热水，将试管放入烧杯中加热。当试管中充满气体后，将试管取出放在冷水中冷却。
提醒学生观察：
①加热前碘是什么状态的？
②加热过程中发生了什么变化？
③停止加热在冷却过程中看到了什么现象？
④有没有出现液态?冷却过程中有没有出现液态?
放在空气中冷却
放在热水中加热
【进行实验收集证据】
现象：①盛少量固态碘的试管放入烧杯中加热时，有紫色的碘蒸气产生，无液态的碘出现。
②停止加热，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上附着一层固态的碘粒，无液态碘出现。
【分析归纳】试管内固态碘受热时，有紫色的碘蒸气产生，说明变成了气态的碘。当停止加热时，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上看到附着一层固态的碘粒，是气态碘又变成了固态的碘。实验过程中没有液态物质出现。
【结论】固态碘可以直接变成气态碘，气态碘也可以直接变成固态碘。
【引出概念】
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。
【视频演示】——《碘的升华和凝华》
2. 升华吸热
【提问】碘升华时要加热,说明升华是一个什么过程?
【归纳】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，说明升华的过程需要吸热。
【结论】升华吸热。
3.凝华放热
【提问】凝华时都要冷却，说明凝华是一个什么过程?
【归纳】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，这说明凝华放热。

【结论】凝华放热。
【例题1】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。
知道实验方案、实验的实施过程；要重点观察的现象。
进行实验。
观察加热前、加热时、冷却时的三个过程，碘处于什么物态。加热时有没有出现液态?冷却过程中有没有出现液态?
归纳出结论，知道升华、凝华的概念。
观看视频，进一步理解升华、凝华。
学生观察升华现象、分析原因并回答。
学生观察凝华现象、分析原因并回答。
做题并解析。
新课
教学
二、
升华与凝华现象
【图片展示，提问】
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？



【归纳】上述事例，都是冰直接变为水蒸气，发生了升华。
【图片展示，提问】
①冬天，寒冷的早上，室外物体上常常挂着一层霜，是怎么形成的？
②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？
霜 雾凇 冰花
【归纳】上述事例，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）。
【出示旧灯泡，提问】这是一个旧灯泡或旧灯管，请同学们观察一下，与新的灯泡什么不一样？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?里面除了玻璃里面还有什么?钨丝为什么到了灯的壁上呢?发生了什么物态变化?
新灯泡 旧灯泡
【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放热凝华变成固态钨附着在玻璃泡上，使内壁变黑，包含了两个过程：升华、凝华。
【播放视频】——《霜、雾凇、冰花的形成》
思考回答。

思考回答，了解一些自然现象的形成原因。
思考回答，知道这是升华和凝华两种现象。
观看视频，进一步理解一些自然现象形成的原因。
新课
教学
三、
升华与凝华的应用
【出示图片——干冰】简介干冰及干冰升华吸热的几种应用：实验室获取低温，水果运输中保鲜，人工降雨，制造白雾等。
干冰是在一个大气压下以-78.5 C存在的固体二氧化碳（CO2），在常温下可以直接变成二氧化碳气体。
1. 特点：容易升华，有致冷作用。
2. 应用
①人工降雨
【提问】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

【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。
【视频演示】——《人工降雨》
【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）
小组进行讨论，代表进行回答。
小组进行讨论，代表进行回答。
观看视频，进一步理解人工降雨包含的物态变化。
做题并解析。

新课
教学
四、
水循环
【指导学生阅读】水循环

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。
【播放视频】—《自然界中的水循环》
【例题4】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。
教师进行矫正。

阅读P65-66《水循环》，了解水循环的过程、意义。提高节约用水的意识。
观看视频，知道水资源缺乏是当今世界的一大危机；知道应如何合理地节约用水。
做题并解析。
完成填空。
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）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

A. 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.④⑤⑥ C.②③⑩ D.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。
9. 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，在试管中放入少量碘。塞紧盖子放入热水中，观察到试管中固态碘逐渐消失，变为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：______________。
【答案】（1）升华；（2）水的沸点低于碘的熔点，碘不可能熔化。
板书
设计
第4节 升华和凝华
一、升华
1.升华：物质从固态直接变成气态的过程。
2.升华吸热。
3.应用：人工降雨、舞台烟雾、食品保鲜等。
二、凝华
1.凝华：物质从气态直接变成固态的过程。
2.凝华放热。
三、水循环
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。
课堂
小结
①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
作业