資源簡介

一、升華和凝華
（一）實驗探究碘的升華和凝華
給燒杯里的碘加熱，燒杯中出現了紫色碘蒸氣。停止加熱后，在盛有水的燒瓶底部出現了紫黑色的碘晶體。
實驗表明:加熱時，碘由固態直接變成氣態；冷卻時，碘由氣態直接變成固態。
（二）升華
(1)概念:升華是指物體從固態直接變成氣態的過程。
(2)升華是吸熱過程，升華要從周圍環境吸熱，使周圍環境溫度降低，所以升華有致冷作用。人們利用這個特點來降溫。如利用干冰升華時吸收大量熱來實施人工降雨，制造舞臺煙霧效果，食品冷藏，醫療麻醉等。
（三）凝華
(1)概念:凝華是指物體從氣態直接變成固態的過程。
(2)凝華是放熱過程，凝華要放出熱量。
（四）用分子運動的觀點解釋升華和凝華
升華是固態物質表面的分子克服其他分子對它的引力進入空氣中的過程，而凝華則是氣體分子碰到固態物質的表面，并被固態物質分子的引力所束縛的過程。
【能力拓展】
1、常見的升華現象:a.衣柜中防蟲用的樟腦丸會慢慢變小，最后消失不見了。b.北方冬季，放在室外的冰凍的衣服會慢慢變干c.用久的燈泡燈絲變細。
2、干冰：不是冰，干冰為固態二氧化碳。干冰易升華，升華吸熱。當將干冰粉噴撒到舞臺上時，干冰迅速升華致冷，使空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水珠，形成“白霧”從而渲染氣氛。
3、常見的凝華現象:
a.冬季看到的“霧松”。b.冬季窗玻璃的內表面上的“冰花”。c.用久的燈泡壁變黑。
二、云、雨、雪、霧、露、霜
自然界中有很多自然現象都和物理有關，其中的云、雨、霧、露、霜、雪、冰雹是常見的自然現象，它們的成因及物態變化名稱如下:
（一）云（液化或凝華）
太陽照在地球上，氣溫升高，含有水蒸氣的高溫空氣快速上升，在上升過程中，空氣逐漸冷卻，水蒸氣液化成小水滴或凝華成小冰晶，便形成云。
（二）雨（熔化）
云中的小水珠或小冰晶，隨著氣流的急速升降而上下運動，它們相遇后越聚越大，達到一定程度后就會下落。在下落過程中，小冰晶吸熱熔化成小水珠，與原來的小水珠一起落到地面，這就是雨。
（三）霧（液化）
霧是水蒸氣在空氣中遇冷液化成了小水珠，這些小水珠懸浮在空氣中，形成霧
（四）露（液化）
在天氣較熱的時候，空氣中的水蒸氣在早晨遇到溫度較低的樹葉、花草等，液化成小水珠附著在它們表面
（五）霜、雪（凝華）
霜是在地表的水蒸氣遇到0℃以下的固體凝華為小冰晶；如果高空的溫度在0℃以下，水蒸氣凝華成小冰晶，便以雪的形式降到地面
（六）冰雹（熔化、凝固）
云中的水珠被上升氣流帶到氣溫低于0℃的高空，凝結為小冰珠，小冰珠在下落時，其外層受熱熔化成水，并彼此結合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強，冰珠就會再升入高空，在其表面形成一層冰殼，經過多次上下翻騰，能結合成較大的冰珠，當上升氣流托不住它時，冰珠就落到地面，形成冰雹
例1、2022年12月4日，三名航天員搭乘“神舟十四號“載人飛船，歷經高溫和低溫的雙重考驗安全著陸。同時返回的還有多種太空實驗樣品，其中包括國際上首次在太空獲得的水稻種子返回艙進入大氣層，與大氣摩擦產生超過1000℃的高溫。艙外防熱材料不斷熔化、升華帶走熱量（如圖），確保了艙內航天員的安全。防熱材料在熔化、升華過程中（　　）
A．熔化、升華都吸熱 B．熔化吸熱、升華放熱
C．熔化、升華都放熱 D．熔化放熱、升華吸熱
例2、“縹緲的霧，晶瑩的露凝重的霜，輕柔的雪，同樣的水分子．裝扮著我們生活的時空。”這是一首描述科學現象的抒情詩，對這首詩中所描述的科學現象理解正確的是( )。
A.“霧”是汽化形成的 B.“露”是升華形成的
C.“霜”是凝華形成的 D.“雪”是熔化形成的
例3、科學課上，老師設計了這樣一個實驗：用鑷子夾取一塊冒著“白氣”的干冰（固態二氧化碳，溫度﹣74℃）放入氣球內，并迅速扎緊氣球。令人驚訝的現象出現了：氣球快速鼓起，同時在氣球底部的外壁觀察到“白霜”。下列說法正確的是（ ）
A.“白氣”是干冰升華形成的二氧化碳氣體
B.“白氣”的形成過程需要從外界吸收熱量
C.“白霜”是空氣中的水蒸氣遇冷凝固形成的
D.氣球鼓起的過程中，二氧化碳分子之間的空隙變大
例4、如圖所示是小華同學組裝的“人造雪”裝置。所用的器材有鐵架臺(底座、鐵圈、鐵夾、橫桿)、錐形瓶、酒精燈、棉線、碘粉等。
（1）器材組裝過程中，鐵圈的位置是根據________(選填“酒精燈”“酒精燈及其火焰”“錐形瓶”或“鐵架臺”)高度固定的。
（2）實驗中觀察的對象是________。
（3）實驗中觀察到的現象是________。
（4）實驗中碘發生的物態變化是________。
1.強冷空氣的到來使莫干山變成了冰雪世界！及目之處，雪樹銀花，如夢如幻般出現了玉樹瓊花的霧凇景象！（如圖）霧凇的形成過程主要是（　　）
A．凝華 B．液化 C．升華 D．汽化
2．如圖所示的一款甜品，在下面盛有水的盤中加了干冰，甜品碗的周圍冒著大量的“白氣” ，拿起碗， 看到下面盤中的水在“沸騰”著。下列說法正確的是（　　）
A．“白氣”是干冰升華成的二氧化碳氣體
B．“白氣”是盛水盤中的水汽化形成的
C．盤里的水“沸騰”是因為干冰升華使盤中的水吸熱后沸騰
D．盤里的水“沸騰”是因為干冰升華成二氧化碳氣體從水中冒出
3.利用干冰進行人工降雨的主要過程是：干冰(固態二氧化碳)在高空中直接變成氣體，高空中的水蒸氣遇冷直接變成冰晶，冰晶下落時變成雨。以下分析錯誤的是( )
A.干冰直接變成氣體是升華過程 B.干冰直接變成氣體是放熱過程
C.水蒸氣直接變成冰晶是凝華過程 D.冰晶下落時變成雨是吸熱過程
4.如圖所示，在標準大氣壓下，某同學將冰塊放入空易拉罐中并加入適量的鹽，用筷子攪拌大約半分鐘；測得易拉罐中冰與鹽水混合物的溫度低于0℃，實驗時易拉罐的底部有白霜生成。對于這一實驗和現象的分析，正確的是( )。
A.鹽使冰的熔點低于0℃，白霜的生成是凝華現象
B.鹽使冰的熔點高于0℃，白霜的生成是凝華現象
C.鹽使冰的熔點低于0℃，白霜的生成是凝固現象
D.鹽使冰的熔點高于0℃，白霜的生成是凝固現象
5.在下列幾種物態變化現象中，屬于凝固的是________；屬于升華的是________；其中⑤中的冰花是形成在窗戶的________（填“外”或“內”）表面上．
①涼在室外的濕衣服變干了
②夏天，揭開冰棒包裝紙后會看到冰棒冒“白汽”
③冬天，河面上結了一層冰
④放在衣柜里的樟腦丸會越來越小，最后“消失”了
⑤嚴冬的深夜，教室窗戶玻璃上有一層冰花
⑥鋪柏油馬路時，將瀝青塊放在鐵鍋中加熱．
1．如圖所示為“冰花男孩”；冬日的早晨，該男孩到達教室時，豎立的頭發上已結滿冰花，下列事例與冰花形成的原理相同的是（ ）
A．冬天清晨河面上的白霧 B．荷葉上的露珠
C．北方冬天的霧凇 D．冬天河面上水結成冰
2.在冬季，某地的地下水管破裂，水噴射出來形成了如圖所示的“冰花”。雖然氣溫沒有回升，過一段時間，發現“冰花"還是變小了。關于以上現象的分析正確的是( ) 。
A.“冰花”是由空氣中的水蒸氣凝華而形成的 B.“冰花”變小是由于冰升華
C.“冰花”形成時的氣溫為0℃ D.“冰花”變小過程中要放熱
3.金屬在高溫、低壓下比較容易由固態直接變為氣態，用此方法可以給照相機、望遠鏡及其他光學儀器的玻璃鏡頭進行真空鍍膜，即在真空室內將金屬或金屬化合物加熱，使它的蒸汽噴到玻璃面上去，從而鍍上一層極薄的金屬膜，這層鍍膜可以改善玻璃鏡頭的光學性能，這層鍍膜能鍍上去的原因是( )
A.金屬液化后粘到玻璃鏡頭上的 B.金屬熔化后粘到玻璃鏡頭上的
C.金屬升華后再凝華到玻璃鏡頭上的 D.金屬凝華到玻璃鏡頭上的
4.科學課上，老師將一塊干冰(固態二氧化碳)放入一個容器中，不一會兒容器外壁出現一層白霜，接著用鑷子將干冰放入裝有常溫水的燒杯中，令人驚訝的現象出現了：水立刻劇烈“沸騰”起來，內部有大量氣泡產生，水面上方出現大量白霧。下列說法正確的是( )
A.白霜是凝固現象 B.氣泡內主要是水蒸氣
C.氣泡內主要是二氧化碳氣體 D.白霧是水蒸氣
5．小金為了證明“碘升華”做了如圖甲、乙兩個實驗(甲圖為教材中的方法，乙圖為水浴加熱法)。加熱一段時間后，均能觀察到紫色的碘蒸氣。已知：常壓下，碘的熔點為113.60oC，碘的沸點為184.25oC，酒精燈火焰的溫度約400oC。
(1)你認為實驗______________(填“甲”或“乙”)更能說明碘直接升華，理由是______________；
(2)碘升華需要______________(填“吸熱”或“放熱”)；
(3)科學來源于生活，請再舉一例物質升華的例子______________。
答案及解析
例1、A
解：物質由固態變為液態的過程叫做熔化，熔化吸熱；物質由固態直接變成氣態的過程叫做升華，升華吸熱；
故選：A。
例2、C
【解析】確定物質的初始態和終末態，據此確定物態變化的名稱。霧和露，都是空氣中的水蒸氣遇冷，由氣態變成液體發生液化形成的小水珠，成在空氣中則為霧，成在物體表面為露，故A、B錯誤；
霜和雪，都是空氣中的水蒸氣，直接由氣態變成固態發生凝華現象形成的，故C正確，D錯誤。
例3、D
【解析】（1）物質由固態變成氣態叫升華，升華需要吸熱；
（2）物質由氣態變成液態叫液化，液化需要放熱；
（3）同種物質在發生三態變化時，其實就是分子之間的距離發生改變。
【解答】“白氣”是空氣中的水蒸氣遇到干冰后迅速放熱液化而成的小水珠，故A、B錯誤；
“白霜”是空氣中的水蒸氣遇冷迅速放熱，由氣態變成固態發生凝華現象形成的，故C錯誤；
氣球鼓起的過程中，二氧化碳分子之間的空隙變大，故D正確。
例4、（1）酒精燈及其火焰
（2）碘粉和棉線
（3）錐形瓶底的固態碘粉變少，棉線上出現固態碘粉
（4）升華和凝華
【解析】（1）在安裝器材時，應該安裝從下到上的順序。首先在鐵架臺的底座上放上酒精燈并點燃，然后根據火焰的高度確定鐵圈的高度，接下來在鐵圈上分別放上石棉網和裝有碘粉的錐形瓶，最后將懸掛起來的棉線放入錐形瓶內即可，因此鐵圈的位置是根據酒精燈及其火焰的高度固定的。
（2）原來棉線是光禿禿的，碘粉堆積在錐形瓶底部；加熱一段時間后，碘粉減少，棉線上出現固態碘粉，如同霧凇一樣，據此判斷碘粉發生的物態變化，因此觀察對象是：碘粉和棉線。
（3）實驗中觀察到的現象是：錐形瓶底的固態碘粉變少，棉線上出現固態碘粉。
（4）實驗中，碘粉受熱發生升華現象，然后放熱發生凝華現象。
1.A
解：霧凇是空氣中水蒸氣遇冷凝華形成的，屬于凝華現象，凝華放熱。
故選：A。
2．D
【解析】
AB．甜品周圍的“白氣”是空氣中的水蒸氣遇冷液化形成的液態小水滴，故AB錯誤；
C．水的沸騰過程需要吸收熱量，干冰升華吸熱，水放熱，不能沸騰，故C錯誤；
D.盤里的干冰升華成二氧化碳從水中冒出，造成水面翻騰，看起來像是在“沸騰”故D正確。
3.B
【解析】干冰是固態的二氧化碳，因此干冰由固態直接變成氣態的二氧化碳的過程，叫升華，需要吸熱，故A正確不合題意，B錯誤符合題意；
水蒸氣直接變成冰晶，其實就是氣態直接變成固態，屬于凝華現象，故C正確不合題意；
冰晶下落時，由固態變成液態發生熔化現象，應該是吸熱過程，故D正確不合題意。
4.A
【解析】晶體熔化時溫度保持不變，這個溫度叫熔點；物質由氣態直接變成固態叫凝華，需要放熱，據此分析判斷。
溫度低于0℃時，冰與鹽水的混合物中，冰仍然沒有熔化，說明冰的熔點肯定低于0℃；白霜是空氣中的水蒸氣遇到低溫的易拉罐后，在其表面迅速放熱變成固態發生凝華現象形成的，故A正確，而B、C、D錯誤。
5.③；④；內
【解析】物體由固態變為液態的過程叫熔化；物體由液態變為固態的過程叫凝固；
物體由液態變為氣態的過程叫汽化；物體由氣態變為液態的過程叫液化；
物體直接由固態變為氣態的過程叫升華；物體直接由氣態變為固態的過程叫凝華；
【解答】解：①涼在室外的濕衣服變干了，是液態水變為氣態水蒸氣過程，屬于汽化現象；②夏天，揭開冰棒包裝紙后會看到冰棒冒“白汽”是空氣中的水蒸氣遇冷液化形成的液態小水滴；③冬天，河面上結了一層冰，是液態水凝固形成的；④放在衣柜里的樟腦丸會越來越小，最后“消失”了，是由固態直接變為氣態，屬于升華現象；⑤嚴冬的深夜，教室窗戶玻璃上有一層冰花，是室內溫度較高的水蒸氣凝華形成的；⑥鋪柏油馬路時，將瀝青塊放在鐵鍋中加熱，由固態變為液態，屬于熔化現象；
窗戶上的冰花是凝華形成的，寒冷的冬天，屋內較熱的水蒸氣遇到溫度很低的窗玻璃放出熱量直接變成固態的冰花，附著在玻璃的內側．
1．C
【解析】
冰花男孩，是男孩呼出的水蒸氣，遇冷凝華成的小冰晶，依附在頭發上形成的，屬于凝華。
A．白霧白氣，都是水蒸氣遇冷液化了的小水滴，故A不符合題意；
B．荷葉上的露珠，是日出前氣溫較低，水蒸氣遇冷液化形成的，故B不符合題意；
C．北方冬天的霧凇，是水蒸氣遇冷凝華成的小冰晶依附在植物的枝干上，故C符合題意；
D．冰是水凝固形成，故D不符合題意。
2.B
【解析】物質由液態變化固態叫凝固，由固態直接變成氣態叫升華，據此分析判斷。
水管噴出來的水在空氣中迅速放熱，由液態變成固態的冰發生凝固現象，這就是我們看到的“冰花”。“冰花”從空氣中吸收熱量，由固態直接變成氣態的水蒸氣發生升華現象，這就是“冰花”變小的原因。
A.“冰花”是水發生的凝固現象，故A錯誤；
B.“冰花”變小是由于冰的升華，故B正確；
C.水的凝固點為0℃，因為水凝固時要向空氣中放熱，所以“冰花”形成時的氣溫應該低于0℃，故C錯誤；
D.“冰花”變小的過程要吸熱，故D錯誤。
故B正確，而A、C、D錯誤。
3.C
【解析】物質由固態變成氣態叫升華，而從氣態變成固態叫凝華。
【解答】金屬在高溫低壓的環境下吸熱，由固態直接變成金屬蒸汽發生升華現象；金屬蒸汽遇到低溫的鏡頭放熱，由氣態直接變成固態發生凝華現象。
4.C
【解析】干冰的溫度很低，放入容器后，會吸收容器的熱量使它的溫度下降，空氣中的水蒸氣遇到溫度極低的容器外壁會迅速放熱，由氣態直接變成固態發生凝華現象，出現白霜。將干冰放入水中，它會從水中迅速吸收熱量，由固態直接變成氣態發生升華現象，于是產生大氣二氧化碳氣體，因此水中出現大量氣泡。由于水溫很低，空氣中的水蒸氣在水面附近放熱發生液化現象，于是出現很大小水珠懸浮在空氣中，這就是看到的“白霧”。
【解答】白霜是空氣中的水蒸氣直接變成固態形成，因此是凝華現象，故A錯誤；
氣泡內的主要是二氧化碳而不是水蒸氣，故B錯誤，C正確；
白霧是水蒸氣液化而成的小水珠，故D錯誤。
5． 乙 乙實驗水沸騰時溫度為100oC，未到達碘的熔點，說明碘沒有熔化直接升華了
吸熱 北方冬天冰凍的衣服干了、樟腦丸變小、干冰制雨等(合理即可)
【解析】
（1）由于甲同學利用酒精燈直接對試管進行加熱，溫度上升速度很快，會迅速超過碘的熔點和沸點，因此根據實驗現象無法判斷固態碘是否直接變成氣體而不是先變成液體再變成氣體；而乙同學使溫度在緩慢上升的過程中，仍可以看到碘蒸氣，而且由于水沸騰后溫度不變，其溫度小于碘的熔點，說明碘沒有熔化，更不會汽化，這就證明了固態碘是直接變成氣體的。故填：乙；乙實驗水沸騰時溫度為100oC，未到達碘的熔點，說明碘沒有熔化直接升華了。
（2）固態碘直接變成氣體的過程是升華，這是一個吸收熱量的過程。故填：吸熱。
（3）升華指物體從固態直接變成氣態。故填：北方冬天冰凍的衣服干了、樟腦丸變小、干冰制雨等(合理即可)。
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升華與凝華

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