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第4节　升华和凝华
学习目标
1. 知道升华（固→气，吸热）和凝华（气→固，放热）的概念，能列举常见的升华、凝华现象；
2. 能识别生活中的物态变化（霜、雾凇、冰花为凝华，冰冻衣服变干、樟脑变小为升华）；
3. 理解水循环中的物态变化，能分析水在自然界三态转化的过程；
4. 能综合运用六种物态变化解释自然和生活中的现象。
课前·自主预习
一、升华和凝华
阅读教材,完成下列问题。
1.物质能否由固态直接变成气态 物质能否由气态直接变为固态
2.冬天,晾在室外的湿衣服会结冰,但结冰的衣服也会慢慢变干,这个过程中冰直接________为水蒸气。
3.严寒的冬天,我们会看到窗玻璃上形成美丽的冰花,这个过程中室内的水蒸气遇到冰凉的玻璃由气态直接变为________,这种现象称为________。
二、水循环
阅读教材,完成下列问题。
1.地球上水的三种状态分别是________、________、________。
2.在水循环中水的状态发生的物态变化有________、________、________、________、________、________。
课堂·互动理解
一、升华和凝华
1.升华。
(1)定义:物质从固态直接变成气态的过程。
(2)特点:升华吸热。
(3)常见升华现象:冰冻的衣服变干、樟脑片变小等。
2.凝华。
(1)定义:物质从气态直接变成固态的过程。
(2)特点:凝华放热。
(3)常见凝华现象:霜、雾凇、冬天窗玻璃内表面上的冰花等。
跟踪练习1
如图所示,下列自然现象中,由凝华形成的是(　　)
二、水循环
江、河、湖、海以及大地表层中的水不断蒸发变成水蒸气;当含有很多水蒸气的空气升入高空时,水蒸气的温度降低,有的液化成小水滴,有的凝华成小冰晶,形成千姿百态的云。云中的小水滴也会凝固成小冰晶。云中的小水滴聚集到一定程度后,向地面降落,这就是雨。云中的小冰晶聚集到一定程度后,降落到高山、地面,这就是雪。冰山上的积雪升华直接变成水蒸气,升入天空。积雪熔化后变成水,汇入江河。这形成了一个巨大的循环系统。
跟踪练习2
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。关于水循环中的三态变化,下列分析错误的是(　　)
A.阳光晒暖了海洋,海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中
B.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝固成小冰晶,小冰晶聚集变成雪花飘落大地
C.高空中水蒸气遇冷液化成小水滴,相互聚集形成大水滴降落成为雨
D.积雪熔化成水,和其他降水一起渗入地下或汇入江河,大部分又流入大海
课后·知能演练
基础巩固
1.冬天的早晨,在有人居住的房间的玻璃窗上出现冰花,其形成原因是(　　)
A.水在玻璃窗上结冰而成
B.空气在玻璃窗上凝华成固态
C.空气中的水蒸气在玻璃窗上先液化成水,后凝固成冰
D.空气中的水蒸气在玻璃窗上凝华成冰
2.地球上,水的三种状态在不断地相互转化。下图为地球上的水循环示意图,下列描述正确的是(　　)
A.水循环按照固态、液态、气态的固定顺序循环进行
B.地球上的淡水资源丰富,取之不尽
C.海洋、陆地上的水放热蒸发变成水蒸气
D.水蒸气在高空遇冷放热形成雨、雪,落回海洋、陆地
3.热打印属于一种特殊打印,是传统打印技术的一次突破。热打印出来的图像色彩鲜艳,层次丰富。热打印的工作原理是:在高温下,转鼓上的固体颜料受热　　　　　(填物态变化名称)成气体,然后气体喷射到物体的表面,温度降低后会发生　　　　　　(填物态变化名称),即形成色彩亮丽的图像。
能力提升
4.火箭在大气中飞行时,它的头部跟空气摩擦发热,温度可达几千摄氏度。在火箭表面有一层特殊涂层材料,这种材料在高温下会升华或先熔化后汽化,能起到防止烧坏火箭头部的作用,这是因为(　　)
A.熔化和汽化都放热,升华吸热
B.熔化和升华吸热,汽化放热
C.熔化放热,汽化和升华吸热
D.熔化、汽化和升华都吸热
5.某年新疆博湖县境内的南山沙漠出现了罕见的沙漠雾凇景观,一望无际的沙海中,散布着的胡杨、芦苇枝梢上挂满了雾凇,晶莹剔透的雾凇仿佛是绽放在枝梢上的白色繁花。雾凇是由水蒸气　　　　(填物态变化名称)形成的,该过程需要　　　　(选填“吸热”或“放热”)。
思维拓展
6.某同学做探究物态变化的实验中。
(1)如图甲所示,将碘锤放入热水中,观察到碘锤中固态碘逐渐消失,紫色的碘蒸气充满碘锤,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:固态碘可能先变成液体,再变成气体,因为速度太快,液态碘出现的时间太短,所以没有观察到。为验证猜想,他查询了一些资料:标准大气压下,碘的熔点是114 ℃,碘的沸点是184 ℃,水的沸点是100 ℃。请你根据上述资料分析说明小明的猜想错误的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如图乙所示,停止加热,并在碘锤上部滴适量冷水,你会看到碘锤内的碘蒸气减少,而碘锤的　　　　　　　(选填“上部”“下部”或“整个玻璃壁”)出现大量碘颗粒,此现象说明碘凝华　　　　热。
(4)小明在烧杯中放入适量的温水,然后放入一小块干冰(固态二氧化碳),此时观察到水中有大量气泡产生,同时水面有大量白雾,则水中气泡的主要成分是　　　　　　　(选填“二氧化碳”或“水蒸气”),水面上方出现大量的白雾是由水蒸气　　　　　　　形成的。
参考答案
课前·自主预习
一、1.能;能。2.升华。3.固态;凝华。
二、1.水;冰;水蒸气。2.汽化;液化;熔化;凝华;升华;凝固。
课堂·互动理解
跟踪练习1：B。解析:草叶上的露珠是液化形成的,故A错误。树叶上的霜是凝华形成的,故B正确。湖中水结成冰是凝固形成的,故C错误。山中弥漫的浓雾是液化形成的,故D错误。
跟踪练习2：B。解析:阳光晒暖了海洋,海水吸收热量从液态的水变为气态的水蒸气上升到空中,这是汽化现象,故A正确。冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温变成小冰晶,小冰晶聚集变成雪花飘落大地,这是凝华现象,而不是凝固现象,故B错误。高空中高温的水蒸气遇冷液化成小水滴,小水滴聚集成大水滴降落成为雨,故C正确。雪是固态的小冰晶,熔化成液态的水,和其他降水一起汇入江河,流向大海,故D正确。
课后练习
1.D　解析:冬天的早晨,玻璃的温度很低,室内温度较高的水蒸气遇到温度很低的玻璃,水蒸气直接凝华成固态的小冰晶,附着在玻璃的内表面,D符合题意。
2.D　解析:水循环没有固定的顺序,故A错误。地球上的淡水资源有限,要节约用水,故B错误。海洋、陆地上的水吸热蒸发变成水蒸气,故C错误。水蒸气在高空遇冷放热形成雨、雪,落回海洋、陆地,故D正确。
3.升华　凝华
解析:热打印是高温下,使转鼓上的固体颜料受热升华为气态,气体喷射到物体的表面,温度降低后会发生凝华现象,形成色彩亮丽的图像。
4.D　解析:在火箭表面有一层特殊涂层材料,这种材料在高温下会升华或先熔化后汽化,而熔化、汽化和升华都需要吸热,能起到防止烧坏火箭头部的作用,故A、B、C错误,D正确。
5.凝华　放热
解析:雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接凝华形成的,凝华放热。
6.(1)升华　(2)热水的温度低于碘的熔点,碘不可能熔化　(3)上部　放　(4)二氧化碳　液化
解析:(1)试管中的固态碘在热水中,由固态直接变为气态,属于升华过程。(2)由数据知,水的沸点是100 ℃,而碘的熔点是114 ℃,说明碘在100 ℃的沸水中不可能熔化,所以小明的猜想是错误的。(3)停止加热,在碘锤上部滴适量冷水,碘锤的上部出现大量碘颗粒,此现象说明碘凝华放热。(4)干冰在温水中迅速由固态升华成为气态,同时吸收热量,所以水中气泡的主要成份是二氧化碳;二氧化碳使水面上方空气温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成白雾,白雾其实就是小水珠。
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