初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）升华和凝华教学设计

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）升华和凝华教学设计，共5页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教具准备，教学难点，教学课时，课前预习，教学过程，教材P77“问题”等内容，欢迎下载使用。
1.通过观察碘的升华与凝华实验，了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的.
2.知道升华和凝华，了解升华要吸热、凝华要放热.
3.能运用升华和凝华知识说明自然界和生活中的有关现象.
4.能运用物态变化知识，说明自然界中的水循环现象.了解我国和当地的水资源状况，有节约用水和保护环境的意识.
【教学重点】通过碘的升华和凝华实验培养学生的观察和实验能力.通过对日常生活中实例的解释，培养学生用物理知识解决实际问题的能力.
【教具准备】试管、铁架台、陶土网、酒精灯、碘、樟脑片、水循环挂图、热水等
【教学难点】理解大自然中水循环时的物态变化过程，及吸、放热情况，能正确说出云、冰、霜、雪等的形成过程.
【教学课时】1课时
【课前预习】
1.升华：物质从 固态 直接变成 气态 的过程.升华过程要 吸热 .
2.凝华：物质从 气态 直接变成 固态 的过程.凝华过程要 放热 .
3.实验中的升华与凝华：给密闭烧瓶中的碘加热，过一会儿固态碘直接 升华 变成紫色的碘蒸气，停止加热后，直接 凝华 变成固态碘，附着在烧瓶内壁上.
4.自然界中的升华与凝华：雪、霜、冰花、雾凇的形成属于 凝华 ，冬季的冰雕逐渐变小属于 升华 .
【教学过程】
[巩固复习]
教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
[新课导入]
我们知道冰块吸热后熔化成水，再继续吸热就变成水蒸气，这是生活中常见的现象，那么物质吸热后能不能从固态直接变为气态呢？请同学们积极思考并发言.
生：应该可以吧，比如固态空气清新剂过一段时间后变小了，甚至消失了.这就是固态的空气清新剂直接变成了气态，并飘散到空气中去了.
同学们说得很正确，固态物质是可以直接变成气态的，那么气态物质是否也可以直接变成固态呢？请大家举例说明.
生：气态物质也可以直接变成固态，比如深秋和初春时出现的霜就是水蒸气直接变成了固体小冰晶.
同学们真棒！那么今天我们就一起来学习固态和气态之间的相互转化——升华和凝华.
[进行新课]
升华、凝华
1.升华
教师向学生演示“人造雪景”实验，激发学生学习物理的兴趣.
演示实验（人造雪景）：在一个烧瓶内放入少许樟脑丸粉末，然后加热，樟脑丸消失，再将一枯树枝放入烧瓶内，这时便可以看到气态的樟脑丸在枯树枝上变成雪花状.
学生仔细观察后，提出疑问：这个实验真神奇，樟脑丸粉末是如何跑到枯树枝上的？
同学们问得很好，这个实验涉及了两个物态变化，首先是固态的樟脑丸粉末在受热后，直接由固态变成了气态，这个过程就是升华，然后是气态的樟脑丸遇到冷的枯树枝又凝结成了固态樟脑丸，这个过程叫做凝华，我们一会儿再学.
[板书]1.升华：物质由固态直接变成气态的过程.
2.识别升华现象时要抓住“两个状态，一个关键词”：初状态（固态）、末状态（气态）、关键词［直接（不经历液态）］
请同学们注意，并不是所有物质都能发生升华现象，它仅限于某些物质在一定条件下才能发生，下面请同学们举例说明生活中你见过的升华现象.
生1：冬天，放在外面的结冰的衣服，过一段时间后衣服干了（冰没有熔化）.在衣服干了的过程中，衣服上的冰直接变成了水蒸气.
生2：用久了的灯泡会变暗，仔细观察发现钨丝变细了.钨丝变细的原因是钨丝由固态直接变成了钨蒸气.
【例1】（多媒体展示）下列现象中，不属于升华现象的是（ ）
A.放在口袋里的樟脑丸变小了
B.路边的“雪人”没有融化却越变越小，最后消失不见了
C.霜的形成
D.碘放在火上烤一烤，产生紫色的气体
解析：本题的关键是辨别升华现象.升华现象就是物质直接由固态变成气态，樟脑丸、雪、碘都是固态，后来都变成气体，故选项A、B、D都是升华现象.霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成，不属于升华现象.答案：C
2.凝华
教师引导学生做教材P77“问题”的实验：在封闭的玻璃容器中放入少量碘颗粒，先向容器浇热水，发现碘颗粒消失了，产生了紫色蒸气；然后向容器浇凉水，紫色蒸气消失，碘蒸气变成了碘颗粒.
规律总结：
（1）在升华、凝华这两种物态变化中并不存在液态这一环节.
（2）升华、凝华的形成及其进行的快慢与温度、物质自身的性质有关，如室内的水蒸气只有遇到寒冷的窗玻璃等物体才会凝华，白炽灯中的灯丝是由金属钨制成的，只有在高温下钨才会升华，使灯丝变细.
（3）初中阶段涉及升华、凝华的现象不多，主要是碘、冰、樟脑片、干冰这几种物质的升华；霜、雪、雾凇、冰花、冰晶等物质的形成过程是凝华.
[进行新课]
请同学们试着分析这个实验的过程.
生1：向容器浇热水时，碘颗粒不见了，试管内看到有紫色蒸气产生，这说明固态碘受热升华成碘蒸气.
生2：向容器浇凉水时，紫色碘蒸气消失了，试管壁上有黑色固体产生，这说明气态碘蒸气遇冷变成了固态碘.
同学们分析得很对，固态物质直接变成气态物质是升华现象，它的逆过程气态物质直接变成固态物质是凝华现象.
[板书]
1.凝华：物质由气态直接变为固态的过程.
2.识别凝华现象时要抓住“两个状态，一个关键词”：初状态（气态）、末状态（固态）、关键词［直接（不经历液态）］
并不是所有物质都能发生凝华现象，它也仅限于某些物质在一定条件下才能发生.下面请同学们举例说明生活中你见过的凝华现象.
生1：冬天寒冷的早晨，室外物体上常常挂着一层霜，霜是空气中的水蒸气直接凝华而成的小冰粒.
生2：寒冷的冬天，早晨玻璃上出现冰花，这是室内的水蒸气遇到冷玻璃，凝华成固态冰，形成冰花.
【例2】（多媒体展示）在我国北方的冬季，常见的几种物态变化现象中，属于凝华现象的是（ ）
A.室外结冰的衣服变干
B.房间窗玻璃的内表面出现冰花
C.湖面结了厚厚的一层冰
D.正在跑步的人嘴中呼出“白气”
解析：A项中结冰的衣服变干的过程中，固态的冰变成水蒸气，属升华；B项中窗玻璃的内表面出现冰花的过程中，室内的空气中的水蒸气遇到冷的玻璃，直接变成冰晶（冰花），属凝华；C项中湖面的冰晶是由水冻成的，属凝固；D项中的“白气”是水蒸气液化而成的.由此可见，本题选B.
答案：B
升华吸热、凝华放热
1.升华吸热、凝华放热
我们知道汽化和液化互为相反过程，熔化和凝固互为相反过程，升华和凝华互为相反过程.已知一个过程为吸（放）热过程，则它的逆过程一定为放（吸）热过程.下面请同学们试着来分析升华和凝华的吸放热情况.
生1：我们在做碘的升华和凝华实验时，向装有固态碘的封闭玻璃容器浇热水后，出现了固态碘升华成碘蒸气的现象.在这个过程中热水对碘加热了，因此碘的升华过程是吸热过程.
生2：向装有固态碘的封闭玻璃容器浇凉水后，出现了碘蒸气凝华成固态碘的现象.在这个过程中，碘蒸气遇冷放出了热量，因此碘的凝华过程是放热过程.教师鼓励学生的发言，并进行总结和板书.
[板书]升华和凝华互为逆过程.物质升华时吸收热量，凝华时放出热量.
2.物质的“三态六变”过程
教师用多媒体播放课件“物质的‘三态六变’过程”，并讲解.
小组问题探讨：
为什么会有“霜前冷，雪后寒”的说法？
水循环中的物态变化
教师引导学生阅读教材P79“科学·技术·社会·环境——水资源”，让学生用水的三态变化解释自然界的一些水循环现象，同时了解我国水资源的紧张状况，认识水对于人类的重要作用，从而产生强烈的环保意识和节水意识.
[板书]
我们要养成节约用水的好习惯.
请同学们课后查找“水资源”的相关资料，并思考和讨论四个问题：①水为何珍贵？②水能为人类做些什么？③破坏水资源会给人类带来哪些危害？④我们应该采取哪些措施节约用水？
【例3】（多媒体展示）阴天，气温约为-15°C，雪刚停，在新疆罗布泊沙漠的沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的积雪，然而过了约20分钟雪不见了，脚下却是干爽的沙地.这一现象令在场的科考队员很惊讶.请你用所学过的知识回答下面的问题：
（1）请针对雪不见了提出你的看法.
（2）简单解释你提出的看法.
解析：根据题知，原来沙丘上覆盖着5cm~10cm厚的雪，20分钟后消失了，可能是雪熔化成水后渗入沙中；也可能是雪熔化成水再蒸发；还可能是雪直接升华为水蒸气.在这些可能中有没有发生熔化现象？答案是否定的，因为不满足雪熔化成水的条件——气温约为-15°C，远远低于雪的熔点.“脚下却是干爽的沙地”也说明雪并没有熔化成水.升华是固态直接变为气态的现象.冰雪在很冷的气温下是会发生升华现象的.尤其是在空气干燥而气温又低的沙漠地区，且升华现象是不留痕迹地悄然发生，只是这种现象平时不易看到，过程进行的时间较长，现象不明显而已.
答案：（1）雪发生了升华现象，由固态的雪直接变成了气态的水蒸气.
（2）当时的气温低（-15°C）说明没有雪熔化的气温条件，“脚下干爽”说明没有留下水迹，所以不可能是雪熔化后渗入到沙中，而雪是可以由固态直接变为气态消失的，所以只可能是发生了升华现象.
知识拓展：
（1）我们可以把物质的三态分为低能态（固态）、中能态（液态）、高能态（气态），如图所示，当物质由低能态向高能态变化时要吸热，反之则要放热，从图中可知，吸热的过程有：熔化、汽化、升华；放热的过程有凝固、液化、凝华.
（2）在判断物质发生的物态变化时，对物态的“称呼”日常化用语导致我们判断错误.如“烟、粉”一般由固体小颗粒组成，为固态.“雾、热气、汗”一般由小液滴组成，为液态.
教板[课堂小结]
这节课我们学习了升华和凝华的概念，并通过实验知道了升华要吸热，凝华要放热，我们还进一步学习了水循环中的物态变化，知道了云、雾、雨、露、霜、雪、雹等的成因及它们和人类生活的关系，这节课我们就学到这，谢谢！
[教材习题解答]
【教材P77“问题”】
解：在封闭的玻璃容器中放入少量碘颗粒，先向容器浇热水，发现碘颗粒消失了，产生了紫色蒸气；然后向容器浇凉水，紫色蒸气消失，碘蒸气变成了碘颗粒.
【教材P78“想想议议”】
解：如图，其中汽化与液化互逆；凝固与熔化互逆；凝华与升华互逆.
【教材P80“练习与应用”】
1.解：通过查阅资料可知:标准大气压下碘的熔点为114℃，酒精灯火焰温度为400~500℃.热水温度低于碘的熔点，碘在热水中不可能发生熔化，因此可以确定碘蒸气是碘升华形成的；酒精灯火焰温度高于碘的熔点，如果用酒精灯直接加热，碘蒸气的有可能是碘先熔化后汽化形成的.
[教材习题解答]
2.解：放在衣碘柜里的樟脑片的熔点为179℃，室温下无法熔化再汽化；北方寒冷的冬天气温低于0℃，衣服上的冰也无法熔化再汽化，所以樟脑片不见了和结冰的衣服慢慢变干都是物体由固态直接变为气态的升华现象.
3.解：二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体，这是凝华过程；干冰在常温下不经熔化就会直接变成气体，这是升华过程；水蒸气遇冷凝结成水滴或小冰晶，这是液化或凝华过程.
4.解：易拉罐下部和底部的白霜是空气中的水蒸气凝华形成的.霜的形成需要两个基本条件:一是空气中有足够的水蒸气，二是有０℃以下的物体.
5.现象:①刷牙时不关水龙头；②洗澡涂肥皂时不关水龙头；③洗车时让水随便流等.
建议:①洗手尽量用盆接水洗，然后用盆里的水浇花或冲厕所；②随手关水龙头；③发现校内水管有漏水现象时，马上向有关部门反映；④洗澡时应间断放水淋浴，搓洗时应及时关水.(本题答案不唯一，合理即可)
[教材习题解答]
【例4】在舞台上喷撒干冰（固态二氧化碳）可以形成白雾，这种白雾是（ ）
A.空气中的水蒸气液化形成的小水珠
B.二氧化碳气体液化形成的小液滴
C.干冰升华形成的二氧化碳气体
D.干冰熔化形成的小液滴
解析：喷撒干冰形成白雾的原理：干冰升华吸热使周围空气的温度降低，舞台上方空气中的水蒸气降温后液化成小水珠形成“白雾”，这就是我们看到的“烟雾缭绕”的舞台效果，故选A.
答案：A
[布置作业]
教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.
1.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，但却不易被学生注意，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，以切实帮助学生澄清模糊的认识.
2.在教学中从升华和凝华的现象出发，让学生在观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华，在实验中用对碘加热来揭示固体升华是需要吸热的，其逆过程凝华则可通过分析推断其需要放热，由于升华、凝华现象不是学习重点，不必过多讲解实验设计.
3.因为碘蒸气有毒，用碘做升华、凝华实验时必须把它封闭起来，以免影响学生健康.
4.对于教材P79“科学·技术·社会·环境”，着重引导学生理解水循环中的物态变化情况，进而引出水资源的保护、开发和利用的话题，引导学生关注生活、关注社会，培养其社会责任感，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯.