沪科版（五四制）(2024)八年级下册（2024）第4节 升华和凝华教学课件ppt

这是一份沪科版（五四制）(2024)八年级下册（2024）第4节 升华和凝华教学课件ppt，共51页。PPT课件主要包含了致老师同学，导入新课，升华和凝华，升华现象与应用，②舞台烟雾，凝华现象，1霜的形成，3冰花的形成，4雪的形成，水循环等内容，欢迎下载使用。
第4节 升华和凝华
你知道造成这些现象的原因吗？
冰淇淋蛋糕包装盒周围用于保鲜的干冰没有变成液体就直接消失了；在舞台上和一些精致的菜品周围，有时也会用干冰营造出白雾效果。
（1）观察“碘锤”中的物态变化
【进行实验】①如图所示，密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，打开电吹风机热风挡对碘锤加热。观察碘的状态发生了什么变化。②当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，观察冷却过程中碘的状态变化。
在整个过程中，你有没有看到液态的碘？这说明了什么？
【实验现象】（1）打开电吹风机热风挡对碘锤加热时，发现有紫色的碘蒸气产生，无液态的碘出现。（2）当紫红色的碘蒸气弥漫于玻璃泡内的空间时停止加热，发现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。
【实验分析】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。
（2）升华和凝华 把物质跳过液态，从固态直接变为气态的过程叫做升华。物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。
（3）升华吸热物质升华过程需要吸热，凝华过程则会放热。
【反思与评价】（1）实验中采用电吹风机热风挡加热，若用酒精灯直接加热行吗？碘是紫黑色晶体，熔点113. 5℃，酒精灯外焰的平均温度为519.9 ℃。因为酒精灯外焰的平均温度高于碘晶体的熔点，所以碘要先发生熔化，则不能看到升华现象，所以不能用酒精灯直接加热。
（2）实验中我们采用电吹风机热风挡加热，有没有可能碘也先熔化？吹风机的热风温度一般在60℃~80℃之间，低于碘的熔点113℃，碘不会熔化，所以在整个过程中，不会出现液态的碘，则我们可以看到升华现象。
（1）樟脑球变小：橱柜里的樟脑球过一段时间后变小了，最后不见了。
（2）冰衣服晾干：冬天，挂在外面的湿衣服上结的冰没有熔化，过了一段时间衣服也晾干了。
（3）固体空气清新剂放在卫生间里的固体空气清新剂也会因为升华而体积逐渐变小。
（4）冷冻干燥技术食品工业中的冷冻干燥技术是先冷冻食材，然后降低压强将其中的水从固态升华为气态。这样制成的冻干食品可以最大限度地保持食材的品质和形状，并且可长期保存。现代冻干技术在制药行业和疫苗生产领域也发挥了重大作用，它保证了医药制品结构的完整性以及长期保存的可能性。
（5）干冰的升华升华过程需要吸热。干冰就是固态的二氧化碳，它在升华过程中会大量吸热，使周围空气的温度降低，导致空气中的水蒸气液化成小水滴，就是图中的白雾。
①冷藏食物：干冰冷却的温度比冰低的多，利用干冰可以产生-78℃的低温。由于“干冰”会直接升华为温度很低的、干燥的二氧化碳气体，因此它的冷藏效果好，有利于食物的贮存。
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”。
【例题1】封闭的玻璃容器中有少量碘颗粒，先向容器内浇热水，出现紫色的碘蒸气，如图，此过程中并没有伴随液态碘的出现，说明该过程固态碘发生______（填物态变化名称）现象，由于浇的是热水，说明该过程需要_________（填“吸收”或“放出”）热量。
【解析】 想要避免升华管中的碘粒先发生熔化后再发生汽化变为碘蒸气，那么她就需要选择一个合适的液体来加热碘粒。这个液体的沸点应该低于碘的熔点，这样当液体沸腾时，它的温度就不会再升高，从而保证了碘粒的温度不会超过它的熔点，也就避免了碘粒先熔化再汽化的过程。
将有碘蒸气的试管冷却一段时间后，发现试管中逐渐形成紫色的结晶，这是气态的碘遇冷变成了固态的碘。
物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。是升华的逆过程。凝华过程会放热。
霜是指贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点以下，在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。通常出现在秋季至春季时间段。
（2）“雾凇”的形成
雾凇，俗称冰花、树挂等，是低温时空气中水汽直接凝华，或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物，是非常难得的自然奇观，表现为白色不透明的粒状结构沉积物。
冰花是指空气中水蒸气遇冷凝华成的小冰晶。水蒸气在平滑表面凝结成冰片，似无数花朵镶嵌而成，故称冰花。
大气中的水蒸汽直接凝华或水滴直接凝固而成，就是雪。也可说是云中的温度过低，小水滴结成冰晶，落到地面仍然是雪花时，就是下雪了。
在印刷行业中，染料升华印刷技术将染料先升华为气态，再凝华到印刷的材料上。利用这种技术印刷的图案不易脱落变形，而且印刷过程非常迅速，不产生任何废水排放。
3. 介绍升华和凝华在印刷行业中的应用
【例题2】如图所示，用镊子取几块干冰放入瓶中，将气球套在瓶口。干冰变为气态，使气球逐渐变大，同时空气中的水蒸气在瓶底形成白霜，它们发生的物态变化依次是（ ） A．汽化液化B．升华凝华C．升华凝固D．汽化凝固
【解析】干冰变为气态，使气球逐渐变大，同时空气中的水蒸气在瓶底形成白霜，它们发生的物态变化依次是升华、凝华，即固态的干冰升华成气态、气态的水蒸气凝华成固态的白霜，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
【例题3】如图所示是研究碘升华现象的实验操作。选择用吹风机加热碘锤而不用酒精灯，是因为热风温度低于碘的_________。热风加热不久可观察到碘锤内固态碘减少且出现紫色的碘蒸气，此物态变化过程需要_______热量；撤去吹风机，过一会儿观察到玻璃侧壁上出现细小的碘晶体，这是_________现象（填物态变化）。
【解析】用电吹风机向玻璃容器吹热风，由于热风的温度低于碘的熔点，固态碘吸收热量，不会熔化，而是直接变成紫色的碘蒸气，是升华现象。碘蒸气上升时，撤去吹风机，热的碘蒸气遇到冷的容器侧壁直接变成固态碘晶体，是凝华现象。
用分子动理论来解释物态变化物态变化可以用分子动理论来解释。分子之间存在间隙，为了使气体液化或凝华，就要减小气体分子之间的距离，这可以通过降低温度和增大压强来实现。当温度降低时，气体分子的运动速度减小，它们无法抵抗分子间的吸引力，会越来越靠近，最后变成液体或固体。另一方面，如果温度不太高，压缩气体，使气体压强增大，气体分子彼此靠近，在达到一定压强后，气体也会变成液体或固体。又如，液体在低于沸点的温度下不断蒸发，这是因为液体中的分子都在不停地做无规则运动，总会有一部分分子从液体的表面逃逸出去。
1. 水循环地球上的水循环始于约 38 亿年前，来自太阳的能量为水循环提供了动力，地球的引力则阻止了大气中的水离开地球，从而最终形成了现在地球上稳定的水循环。
（1）蒸发与升华河流、湖泊、海洋和地表的水会蒸发形成水蒸气，水蒸气上升到大气中。也有少量雪和冰通过升华直接转变为水蒸气。
2. 水循环过程的四个阶段
（2）液化与凝华 空气中的水蒸气在上升过程中冷却液化，变回液态水，形成了云。有少量水蒸气通过凝华形成霜。
（3）降水（熔化）当云层变得越来越厚重时，在地球引力作用下，水以雨（或雪）的形式落回地球。大部分雪和冰熔化成水，大部分雨滴落在海洋中。（4）汇聚落在陆地上的雨滴流入河流和湖泊，再度汇入海洋。在这个过程中，也会有一部分水渗透到土壤中，作为地下水存在于地下。地球表面的这些水继续蒸发，循环再次开始。
视频欣赏——《水循环》
（1）水资源短缺的危机
可用的地表淡水在世界各地的分布很不均衡，世界上大约五分之一的人口生活在缺水地区，难以获得清洁的生活用水。
3. 地球上的水资源状况
地球上的淡水主要来自降雨、降雪、冰川和地下水，他们的总和仅约占地球上总水量的3%；我们比较容易获得的地表淡水仅占所有淡水的1%，绝大部分淡水蕴藏在冰川、雪原、地下的土壤和岩石中。
（2）建立节约用水和保护环境的意识
由于人口增长、城市化和工业化、全球变暖导致的气候变化和过度用水、污染等问题，世界上越来越多的地区和国家都面临着水资源短缺的危机。水资源危机会带来农业、环境、安全等各方面的问题。目前，世界各国都意识到了水资源危机的严重后果，并开始采取行动，提出越来越多的解决方案，例如废水再利用、密切监测地下水水位等。我国在推进水资源集约节约利用方面正在作出积极的努力。
视频欣赏——《水资源》
4. 物质三种状态相互转变示意图
【例题4】在自然界的水循环中，水的状态发生如图所示的变化。水在状态发生变化时会吸热或放热，下列归纳正确的是（ ）A．吸热：①②③；放热④⑤⑥B．吸热：①②④；放热③⑤⑥C．吸热：①④⑤；放热②③⑥D．吸热：②③⑥；放热①④⑤
【解析】水蒸气是气态，水是液态，冰是固态。所以根据箭头方向可以判断：①为冰变成水蒸气的过程，是固态变成气态，属于升华现象，升华过程吸热；②为水变成水蒸气的过程，是液态变成气态，属于汽化现象，汽化过程吸热；③为水蒸气变成水的过程，是气态变为液态，属于液化现象，液化过程放热；④为冰变成水的过程，是固态变为液态，属于熔化现象，熔化过程吸热；⑤为水变成冰的过程，是液态变成固态，属于凝固现象，凝固过程放热；⑥为水蒸气变为冰的过程，是气态变为固态，属于凝华现象，凝华过程放热。所以①②④吸热，③⑤⑥放热，故B正确，ACD错误。故选B。
①把物质跳过液态，从固态直接变为气态的过程叫做升华.升华吸热.②升华现象与应用：干冰保鲜食品、樟脑球升华逐渐变小.①物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华.凝华放热.②凝华现象与应用：霜、雪、“雾凇”、冰花等.①地球上的水在陆地、海洋、大气层之间不断循环.②水循环伴随水的三态变化：蒸发、液化、凝华、熔化.①水是生命之源；是经济的命脉；是自然美景的创造者.②可利用的淡水却很少；水污染造成水危机.③建立节约用水和保护环境的意识.
1. 冬天的早晨，树枝上经常出现“雾凇”现象如图所示，下列关于“雾凇”的形成过程说法正确的是（ ）A．水蒸气液化形成的B．小冰晶升华形成的C．小水珠凝固形成的D．水蒸气凝华形成的
【解析】物质由气态直接变为固态的现象，是凝华。雾凇是固态，是由空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，故D正确，ABC错误。故选D。
2. 如图甲所示，将几块干冰（固态二氧化碳）放入盛水的烧杯中，干冰沉到水底，水中迅速产生大量气泡，水面上方出现浓厚的“白雾”。片刻后，杯子外壁逐渐凝结出一层薄薄的霜，如图乙所示。下列相关解释正确的是（　　）A．干冰吸收大量热发生汽化B．水中气泡是水沸腾产生的C．水面上方的“白雾”是气态二氧化碳D．薄霜是空气中的水蒸气凝华形成的
【解析】A．干冰吸收大量热发生的是升华现象，不是汽化，汽化是物质从液态变为气态，而干冰是固态直接变为气态二氧化碳，故A错误；B．水中气泡是干冰升华产生的二氧化碳气体，不是水沸腾产生的，故B错误；C．水面上方的“白雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，不是气态二氧化碳，故C错误；D．杯子外壁温度很低，空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态，凝华形成薄霜，故D正确。 故选D。
3. 关于物态变化，下列说法正确的是（ ）A．图甲：雾凇是水蒸气熔化形成的B．图乙：冰棍周围的“白气”是冰棍汽化成的水蒸气C．图丙：植物上的露珠是水蒸气遇冷液化成的小水滴D．图丁：冰箱里刚拿出来的易拉罐上的白霜，是水滴升华成的冰晶
【解析】A．雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的，故A错误；B．冰棍周围的 “白气” 是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故 B 错误；C．植物上的露珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故 C 正确；D．冰箱里刚拿出来的易拉罐上的白霜，是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的冰晶，故 D 错误。 故选C。
4. 碘的升华实验中，左图用电吹风加热碘锤，右图直接将碘锤放在酒精灯火焰上加热，两种方法碘锤中都出现碘蒸气，下列说法正确的是（ 　）（已知在标准大气压下，吹风机热风的温度约为70℃，碘的熔点是114.5℃，沸点是184.4℃，酒精灯外焰温度约为800℃）A．选用左图的加热方式，最主要的目的是使碘锤受热均匀B．右图装置中固态碘只发生升华现象C．观察碘的升华实验，选用左图装置更合理D．两种方式停止加热后，碘蒸气都会发生液化现象
【解析】A．左图用电吹风加热，温度约70℃，低于碘的熔点114.5℃，因此主要目的是控制温度低于熔点，避免碘熔化，直接观察升华现象，而不仅是受热均匀，故A错误；B．右图酒精灯外焰温度约 800℃，远高于碘的熔点和沸点，碘还可以先熔化再汽化，不只是升华。故B错误；C．左图温度低于碘的熔点，碘只能升华，不会出现液态碘，便于观察升华，故C正确；D．碘蒸气遇冷直接凝华成固态碘，不是液化，液化是气态变液态，碘蒸气凝华成固态碘，故D错误。故选C。
5. 水是人类环境的重要组成部分，自然界中的水通过吸热、放热在固态、液态、气态之间转化，形成了雾、雨、雪、露、霜、雾凇等等自然现象，如图所示是水的三态变化图和二十四节气部分图片，下列说法中正确的是（　　）A．“寒露”节气，“露”的形成是甲到乙的过程，放热凝固；B．“霜降”节气，“霜”的形成是甲到乙的过程，放热凝华；C．“大雪”节气，“雪”的形成是丙到乙的过程，放热凝华；D．“雨水”节气，“雨”的形成是甲到丙的过程，放热液化。
【解析】由图可知，物质由丙到甲，甲到乙，都是放热，而乙到丙是吸热，则丙是气态、甲是液态、乙是固态。A．“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴，是丙到甲的过程，放热液化，故A错误；B．“霜”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，是丙到乙的过程，放热凝华，故B错误；C．“雪”是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶，是丙到乙的过程，放热凝华，故C正确；D．“雨”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，是丙到甲的过程，放热液化，故D错误。所以选C.
（1）易拉罐底部出现的白霜是怎样形成的？（2）用温度计测量易拉罐内冰与盐水混合物的温度，发现_____0℃（选填“高于”或“低于”） ，请说明原因_____。（3）实验中将盐加入冰块中，在现实生活中有什么应用？请写出一例。
6. 小明将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌一会儿，发现易拉罐内有冰与盐水的混合物，底部出现了白霜。请从物理学角度分析并加以说明。
【解析】（1）易拉罐底部出现的白霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶。（2）霜是由水蒸气温度下降到0℃以下凝华形成的，即要形成霜温度必须要低于0℃，冰掺入杂质，可以降低冰晶体的熔点，因此易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃。（3）在雪天往道路上撒盐，可以降低冰晶体的熔点，使得冰在较低的温度下就可以熔化，防止道路结冰。