资源简介

幻灯片 1：封面
标题：1.4 升华和凝华
副标题：探索固态与气态的奇妙跨越
背景图：一幅奇幻的冬日森林雪景图，前景是树枝上挂满晶莹剔透的雾凇（凝华现象），后方天空中，一缕 “仙气” 袅袅上升，其实是干冰升华产生的二氧化碳气体，整个画面突出升华和凝华的主题。
幻灯片 2：目录
升华和凝华的概念
升华与凝华的能量变化
生活中的升华现象
生活中的凝华现象
自然中的升华与凝华
升华和凝华的应用
升华和凝华实验探究
课堂小结与练习巩固
幻灯片 3：升华和凝华的概念 - 定义阐述
升华定义：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。强调 “直接”，意味着跳过了液态阶段。比如，放在衣橱里的樟脑丸，时间久了会逐渐变小直至消失，这就是樟脑丸由固态直接升华为气态的结果。展示樟脑丸变小的过程示意图，并标注 “升华”。
凝华定义：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。同样强调 “直接”，如寒冷的冬天，窗户玻璃上会出现美丽的冰花，这是室内温暖的水蒸气遇到冰冷的玻璃，直接从气态凝华为固态小冰晶形成的。展示窗户冰花的图片，并标注 “凝华”。
对比理解：通过表格对比升华和凝华的物态变化方向，让学生清晰地认识到二者是相反的过程，从变化方向上初步建立对这两种物态变化的认知。
幻灯片 4：升华与凝华的能量变化 - 吸热与放热
升华吸热：升华过程需要吸收热量。以固态碘升华实验为例，当对装有固态碘的容器加热时，固态碘逐渐减少，同时容器内出现紫红色的碘蒸气，这是因为碘吸收了热量，分子运动加剧，挣脱了固态时分子间的束缚，直接变成气态。结合分子运动模型图，解释升华吸热的微观原理。
凝华放热：凝华过程会放出热量。像霜的形成，深秋夜晚，地表附近的水蒸气温度急剧降低，在草木、石块等物体表面直接凝华成小冰晶，也就是霜，在这个过程中，水蒸气将热量释放到周围环境中。用动画展示水蒸气凝华成霜的过程，并标注热量的释放方向。
能量守恒体现：升华吸收的热量与凝华放出的热量在数值上相等（在理想状态且同一物质的情况下），这符合能量守恒定律，说明物态变化过程中能量只是在不同形式间转换，总量保持不变。结合能量守恒定律的公式简单解释，强化学生对能量守恒的理解。
幻灯片 5：生活中的升华现象 - 樟脑丸的奥秘
樟脑丸升华过程：详细展示樟脑丸在衣橱中的放置情况，随着时间推移，樟脑丸逐渐变小的动态过程。解释樟脑丸升华的原因，它升华后变成的气态物质具有驱虫的作用，所以可以保护衣物不被虫蛀。展示樟脑丸包装及使用场景图片，增加学生的生活代入感。
冰冻衣服晾干：冬天，室外冰冻的衣服也能晾干。这是因为冰直接升华为水蒸气，虽然室外温度低于 0℃，但冰表面的水分子依然能够吸收周围环境中的热量（如阳光辐射、空气流动带来的热量），克服分子间的引力，从固态直接变成气态。展示冬天冰冻衣服在室外晾干的场景图片，让学生联系生活实际。
灯泡钨丝变细：白炽灯泡使用一段时间后，灯丝（钨丝）会变细。这是因为灯泡发光时，钨丝温度很高，部分钨丝直接升华成气态钨，长期积累下来，钨丝就明显变细了。展示新、旧灯泡灯丝对比图片，分析钨丝变细的原因。
幻灯片 6：生活中的凝华现象 - 霜与雾凇之美
霜的形成：在寒冷的早晨，地面、植物叶片上常常会出现一层白色的霜。以秋季清晨的田野为场景，展示霜覆盖在草叶上的画面，讲解霜形成的原理：夜晚，地面附近的空气温度迅速降低，当温度降到 0℃以下时，空气中的水蒸气便直接凝华成小冰晶，附着在物体表面形成霜。
雾凇奇观：雾凇多在北方寒冷地区出现，树枝上仿佛挂满了晶莹的冰花。展示吉林雾凇的美丽景观图片，介绍雾凇的形成过程：空气中含有大量的水蒸气，遇到温度极低的树枝等物体时，水蒸气直接凝华成小冰晶，层层堆积在树枝表面，形成了壮观的雾凇景观。分析雾凇形成所需的特殊气候条件。
冰箱冷冻室的霜：打开冰箱冷冻室，会发现其内壁上有一层霜。这是因为冰箱冷冻室温度很低，当打开冰箱门时，外界热空气中的水蒸气进入冷冻室，遇冷直接凝华成霜。展示冰箱冷冻室有霜的图片，引导学生思考如何减少冰箱冷冻室霜的形成。
幻灯片 7：自然中的升华与凝华 - 雪与干冰的故事
雪的形成（凝华部分）：雪的形成过程较为复杂，其中涉及到凝华现象。在高空云层中，温度非常低，水蒸气在云层中遇到微小的尘埃等凝结核，直接凝华成小冰晶，这些小冰晶不断聚集、增大，当空气无法托住它们时，就会降落到地面形成雪。展示高空云层中雪形成的示意图，结合水汽循环讲解雪形成中的凝华环节。
干冰与人工降雨（升华部分）：人工降雨时，会向云层中发射干冰（固态二氧化碳）。干冰在云层中迅速升华，从周围环境吸收大量的热量，使云层温度急剧下降。展示干冰升华及人工降雨的过程示意图，解释干冰升华在人工降雨中的关键作用，以及后续水蒸气液化、冰晶形成等与降雨相关的物态变化过程。
冰川的升华：在极地或高山地区，冰川表面的冰在阳光照射和低温环境下，也会发生升华现象。虽然升华速度相对较慢，但长期积累下来，对冰川的质量和体积也有一定影响。展示极地冰川的图片，简单介绍冰川升华对气候变化研究的意义。
幻灯片 8：升华和凝华的应用 - 食品与医疗领域
食品冻干技术（升华应用）：食品冻干技术利用升华原理，将含有水分的食品先冷冻成固态，然后在真空环境下，使冰直接升华为水蒸气，从而去除食品中的水分，达到长期保存的目的。展示冻干食品（如冻干水果、冻干蔬菜）的图片，介绍冻干食品在保留营养、延长保质期、便于携带等方面的优势，以及冻干技术的操作流程示意图。
医学上的冷冻治疗（升华与凝华协同应用）：在冷冻治疗中，会用到液氮等制冷剂。液氮迅速汽化时会吸收大量热量，使局部组织温度急剧降低，导致细胞内的水分结冰并发生升华和凝华等物态变化，从而破坏病变组织。展示冷冻治疗设备及治疗过程的图片，讲解其中升华和凝华在破坏病变细胞方面的作用原理。
药品保存与制造（升华应用）：一些药品在制造和保存过程中，利用升华技术去除水分或进行提纯。例如，某些抗生素的生产过程中，通过升华法可以获得高纯度的药品晶体，同时在保存时，防止药品因吸收水分而变质。简单介绍相关药品的生产流程中升华技术的应用环节。
幻灯片 9：升华和凝华的应用 - 工业与艺术领域
电子工业中的晶圆制造（升华应用）：在半导体晶圆制造过程中，常利用升华法来提纯硅等半导体材料。将含有杂质的固态硅加热，使硅升华成气态，然后通过特殊的装置收集纯净的硅蒸气，再让其凝华成高纯度的硅晶体，用于制造高性能的芯片。展示晶圆制造车间及硅晶体的图片，讲解升华在提纯半导体材料中的重要性。
舞台烟雾效果（升华应用）：舞台上营造的烟雾缭绕的奇幻效果，很多时候是利用干冰升华实现的。干冰升华时吸收大量热量，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成类似烟雾的效果。展示舞台上干冰制造烟雾效果的图片和视频片段，分析其中升华与液化协同作用的原理。
艺术创作中的金属升华与凝华：在一些艺术创作中，艺术家会利用金属的升华和凝华现象来制作独特的艺术品。比如，通过特殊的加热装置使金属（如铜、银）升华，然后让金属蒸气在特定的模具或载体上凝华，形成精美的金属图案或造型。展示相关艺术作品的图片，介绍这种创作方式的独特之处。
幻灯片 10：升华和凝华实验探究 - 实验目的与器材
实验目的：通过实验探究升华和凝华现象，验证升华吸热、凝华放热，加深对这两种物态变化的理解。
实验器材：
升华实验：装有固态碘的密封玻璃管、酒精灯、铁架台、石棉网、火柴。展示这些器材的实物图片，并标注各器材的名称和用途，讲解碘升华实验中使用密封玻璃管的原因，防止碘蒸气泄漏对人体造成危害。
凝华实验：装有热水的烧杯、玻璃片、樟脑丸粉末（或干冰颗粒）。展示这些器材的实物图片，说明凝华实验中热水的作用是提供水蒸气，为凝华创造条件。
幻灯片 11：升华实验探究 - 碘升华实验过程
实验步骤：
将装有固态碘的密封玻璃管固定在铁架台上，调整好高度。
在铁架台下放置酒精灯，在酒精灯上放置石棉网，确保加热均匀。
点燃酒精灯，对玻璃管中的固态碘进行加热，观察玻璃管内的现象。
实验现象：随着加热，玻璃管内原本紫黑色的固态碘逐渐减少，同时管内出现紫红色的碘蒸气，但并没有液态碘出现，说明固态碘直接升华为气态碘。展示实验过程中的图片，记录不同时间点玻璃管内碘的状态变化。
实验结论：固态碘在加热条件下可以直接升华成气态碘，升华过程需要吸收热量，证明了升华的定义和吸热特性。结合实验现象和分子运动理论，解释碘升华的微观机制。
幻灯片 12：凝华实验探究 - 樟脑丸粉末凝华实验过程
实验步骤：
在烧杯中倒入适量热水，将玻璃片盖在烧杯口上。
用小勺取少量樟脑丸粉末，均匀地撒在玻璃片上。
观察玻璃片上樟脑丸粉末的变化情况。
实验现象：一段时间后，玻璃片上的樟脑丸粉末逐渐消失，同时在玻璃片靠近热水的一侧出现了白色的小晶体，这是樟脑丸蒸气遇冷直接凝华成的固态樟脑丸晶体。展示实验前后玻璃片状态对比图片，清晰呈现凝华现象。
实验结论：樟脑丸粉末受热升华成气态，遇到温度较低的玻璃片后又直接凝华成固态，证明了凝华是从气态直接变为固态的过程，且凝华过程会放出热量。分析实验中热量传递的方向和物态变化的关系。
幻灯片 13：课堂小结与练习巩固 - 核心知识点回顾
概念回顾：再次强调升华是固态直接到气态，凝华是气态直接到固态，二者都跳过液态阶段。用简洁的箭头图展示升华和凝华的物态变化方向，加深学生记忆。
能量变化总结：明确升华吸热、凝华放热，举例说明生活中如何利用这两种能量变化，如干冰升华制冷、霜形成时放热对农作物的影响等。结合生活实例，强化学生对能量变化的理解。
现象与应用梳理：回顾生活、自然和科技领域中常见的升华和凝华现象及应用，如冰冻衣服晾干（升华）、雾凇形成（凝华）、食品冻干技术（升华应用）等，帮助学生构建知识体系，将所学知识与实际生活紧密联系起来。
幻灯片 14：课堂小结与练习巩固 - 练习题设计
选择题：
下列现象属于升华的是（ ）A. 春天，冰雪消融 B. 夏天，洒在地面上的水很快变干 C. 秋天，早晨出现的雾 D. 冬天，冰冻的衣服慢慢变干
关于凝华，下列说法正确的是（ ）A. 凝华过程需要吸热 B. 霜的形成属于凝华现象 C. 只有水蒸气才能发生凝华 D. 凝华是升华的逆过程，所以凝华和升华的能量变化相同
填空题：
物质从____态直接变成____态的过程叫升华，升华过程要____热量；物质从____态直接变成____态的过程叫凝华，凝华过程要____热量。
用久了的灯泡内壁会变黑，是因为灯丝在高温下发生____，然后气态的金属蒸气又在灯泡内壁____形成黑色的金属颗粒。
简答题：
解释为什么在北方的冬天，室外的雪人会逐渐变小，却没有看到雪融化成水的过程。
舞台上的 “烟雾” 是如何利用升华和液化现象制造出来的？请简要说明原理。
2024北师大版物理八年级上册
1.4升华和凝华
第一章 物态及其变化
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
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。
1
知道升华和凝华，了解升华要吸热，凝华要放热。
2
能用升华和凝华的知识，解释生活中的现象。
3
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。
4
物质能在固态和气态之间直接变化吗?
温故知新
气态
液态
固态
放热
放热
吸热
吸热
液化
熔化
汽化
凝固
?
?
露是在天气较热的时候，空气中的水蒸气于清晨前遇到温度较低的树叶、花草等，液化成小水珠附着在它们的表面上，这是一种液化现象。
温故知新
雾和云类似，都是水蒸气在空气中遇冷液化成为小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，在地面附近称为雾，在高空处则称为云，因此雾和云都是水蒸气液化现象。
温故知新
是怎样形成的？
是由什么状态变成什么状态？
雪
情境问题
雾凇
俗称树挂，是严冬时节经常出现在吉林松花江畔的自然现象，与桂林山水、长江三峡、云南石林并称为中国四大奇观。
情境问题
在秋末、初冬时节，你见过吗？
它们是怎样形成的？
霜
情境问题
柜子中的樟脑球是怎么消失的？
一直冰冻的衣服是怎么“晾干”的？
情境问题
探究碘的升华和凝华
在试管中放入少量碘并盖紧塞子
烧杯中加入热水，将试管放入烧杯中加热
当试管中充满某种气体后将试管取出放入凉水中
紫色碘蒸气
出现碘结晶
演示实验——《碘的升华和凝华》
探究碘的升华和凝华
分析与论证
1、实验过程中，给碘加热，看到什么现象？有无液态碘出现？
紫色的碘蒸气充满了试管，无液态碘出现。
2、冷却后，在试管壁看到了什么现象？
紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管壁上附着固态的碘。
3、通过实验你能得到什么结论？
加热时，碘升华从固态直接变成气态；
冷却时，碘凝华从气态直接变成固态。
4、为什么要用酒精灯加热，不加热行吗？
升华需要吸热，凝华需要放热。
柜子中的樟脑球是怎么消失的？
一直冰冻的衣服是怎么“晾干”的？
生活中的升华、凝华现象
升华
固态冰
气态水蒸气
升华
固态樟脑丸
气态
霜的形成
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。
生活中的升华、凝华现象
生活中的升华、凝华现象
“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。
生活中的升华、凝华现象
生活中的升华、凝华现象
冰花
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。
生活中的升华、凝华现象
生活中的升华、凝华现象
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。
雪的形成
生活中的升华、凝华现象
生活中的升华、凝华现象
白炽灯泡玻璃内壁变黑
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。
固态钨附着在玻璃泡上
新灯泡
旧灯泡
生活中的升华、凝华现象
1、干冰是在一个大气压下，以-78.5℃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。
2、特点：容易升华，有吸热致冷作用。
干冰
干冰
升华、凝华应用
升华、凝华应用
干冰的应用
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。
升华、凝华应用
2、舞台烟雾：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”。
升华、凝华应用
干冰的应用
3、干冰降雨：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。
干冰的应用
升华、凝华应用
升华、凝华应用
1．北方的冬天，室外堆的雪人变小了，该过程发生的物态变化是(　　)
A．熔化 B．汽化 C．升华 D．凝华
(补充设问)该过程中的物质从________态变成了________态。
C
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固
气
2．[2025年1月合肥期末]如图所示的物态变化过程中，发生凝华现象的是(　　)
C
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3．科学家研发了一种“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。在激光照射下，纸张上的黑色碳粉________为高温碳蒸气，字迹消失；然后经过特殊冷却装置，高温碳蒸气又________成碳粉。(均填物态变化名称)
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升华
凝华
4.[2025·北京模拟]如图是一道当下流行的“干冰烟雾菜”，把菜品放在盛有干冰的容器上，四周出现了白雾缭绕的景象，既可以营造餐桌上的氛围，也可保证食物的冰爽口感。这是利用了干冰(　　)
A．熔化吸热 B．液化吸热
C．升华吸热 D．凝华吸热
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C
5．[2025·苏州模拟]以下描述中“变多”“变少”的过程，吸热的是(　　)
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
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D
6.(新情境题　2025·盐城模拟)2025年开春，某地突降小冰粒，它不是冰雹也不是雪，而是霰(xiàn)，如图所示，它是高空中的水蒸气遇到冷空气形成的白色小冰粒，下落时来不及________(填物态变化名称)成水滴，就以霰的形态出现。霰是________(填物态变化名称)
形成的，常见于下雪前或下雪时。
霰的形成过程中______(填“吸”或
“放”)热。
熔化
凝华
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放
7.(新情境题)中国的科学家在探索利用空间站的激光为地球轨道上的废弃卫星减速，使之坠入大气层烧毁。如图，可以用大功率激光短暂照射卫星的B面，使其表面金属直接变成气体向外喷射而出，从而导致卫星减速，此过程发生的物态变化是________。
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2星题　情境应用
升华
8．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”干冰(固态二氧化碳)，干冰迅速________，这个过程需要吸收热量，周围空气中的水蒸气有的________成小水滴，有的________成小冰粒，冰粒在下落过程中________成水滴，水滴降落就形成了雨。(均填物态变化名称)
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升华
液化
凝华
熔化
9．[2025·安庆模拟]夏天，刚从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”，同时还看到冰棒直冒“白气”，下列对于“粉”和“白气”的状态或形成原因叙述正确的是(　　)
A．“粉”是固体，“白气”是气体
B．“粉”是凝固形成的，“白气”是汽化形成的
C．“粉”和“白气”都是空气凝华形成的
D．“粉”和“白气”的形成都需要放热
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D
10．[2025年1月巢湖期末]北方地区一年四季分明，严冬的早晨在窗玻璃上会出现冰花，下列说法正确的是(　　)
A．冰花主要是水凝固形成的
B．冰花主要是室外的水蒸气凝华形成的
C．冰花的形成需要吸热
D．冰花出现在窗玻璃的内侧
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D
11．素有“中国冷极”之称的根河市冬季经常出现极寒天气，人在室外时帽子、围巾和眼睫毛上转瞬出现了白霜，这些白霜形成的原因可能是(　　)
A．周围空气中的水蒸气凝固而成
B．室外的人呼出的水蒸气液化而成
C．室外的人呼出的水蒸气凝华而成
D．室外的人呼出的水蒸气凝固而成
C
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12．[2025·合肥模拟]固态、液态和气态是物质常见的三种状态，某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．由甲到乙是凝固过程，冰的形成与该过程相同
B．由乙到丙是汽化过程，衣服晾干与该过程相同
C．由丙到甲是凝华过程，霜的形成与该过程相同
D．由乙到丙是升华过程，
冰雪消融与该过程相同
A
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思路点睛：由题图可知，物质由丙→甲→乙，都是放热过程，则丙是气态、甲是液态、乙是固态。
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13. (新考法)某物质从状态M因发生物态变化放热变成状态N，其中M具有流动性，而N形状固定，则发生的物态变化(　　)
A．可能是熔化
B．一定是凝固
C．可能是凝华
D．一定是升华
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C
14．在锥形瓶内放入适量的碘颗粒，底部用酒精灯微微加热，如图甲所示。
(1)在加热过程中，我们会看到锥形瓶内产生紫色的气体，这种现象叫__________(填物态变化名称)。
升华
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(2)停止加热待冷却后，干净的玻璃片上出现紫黑色的颗粒，这是气态碘发生了________(填物态变化
名称)。生活中________(填“露”“冰”或
“霜”)的形成与这一物态变化相同。
【装置优化】
(3)小点查阅资料发现酒精灯火焰温度约为500 ℃，碘的熔点约为113.5 ℃，沸点约为184.4 ℃。作出如下推理：
凝华
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霜
①图甲中加入的固态碘________(填“可能”或“不可能”)先熔化后汽化。
②小点设计了如图乙所示的实验装置，比上述实验方法更合理，原因是___________________________________。
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可能
水的沸点低于碘的熔点，碘不会熔化
升华和凝华
升华
凝华
物质从固态直接变成气态的过程
生活现象
升华过程吸热
应用
物质从固态直接变成气态的过程
生活现象
升华过程吸热
应用
课堂小结
谢谢观看！

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