文档内容
3.4 升华和凝华 （导学案）
【学习目标】
1. 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。
2. 知道升华要吸热，凝华要放热。
3. 能用升华和凝华的知识，解释生活中的现象。
4. 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。
【学习重点】碘的升华与凝固实验。
【学习难点】升华吸热，凝华放热。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．物质从 态直接变成 态的过程叫升华。升华需要 (填“吸”或“放”)热.
2．物质从气态直接变成固态的过程叫 。凝华需要 (填“吸”或“放”)热.
3．樟脑球放在衣柜内，平时我们能闻到气味，过一段时间体积会变小，这是 现象。晚秋的
早上，我们会看到在地面或物体上凝结成的白色细微颗粒（即霜），这是 现象。
4.自然界中的水循环是通过 实现的。
【合作探究】
探究一、升华和凝华
1. 升华和凝华
【实验】如图所示，在锤型试管中盛有少量碘颗粒，放入盛热水的烧杯中加热，观察碘的状态变
化，当试管中充满某种气体后，将试管取出放入凉水中，观察有什么现象。
加热前 在热水中 在空气中
思考以下问题：
①放入热水前碘是什么状态的？ ；
②把装有碘的碘锤加热后，密封玻璃管内发生什么现象？该过程有没有出现液态的碘？
现象：固态的碘变成了紫色的 ； （有/没有）出现液态的碘；
③把碘锤从热水中取出，放在空气中，玻璃管内发生什么现象？该过程有没有出现液态的碘？现象：碘蒸气变成了 （固/液）态碘， _（有/没有）出现液态的碘。
通过实验可知：碘可以在固态和气态间发生直接转化。
（1）升华：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。
（2）凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。
2. 升华吸热
【想一想】碘升华时要加热,说明升华是一个什么过程?
【理论推导】因为熔化、汽化、升华都是物质从低能量状态到高能量状态，所以都要吸热。
【实验】如图1所示，在烧杯中放一小块干冰，仔细观察，发现什么现象？用手接触烧杯底部，有
什么感觉？说明什么问题？
【分析】发现干冰逐渐变少，并且没有液体产生，说明干冰直接从固态变成了气态，即干冰发生了
升华。此时，用手接触烧杯底部，感觉烧杯底部变 （冷/不变/升高），说明升华的过程吸热。
结论：升华吸热。
图1 图2
3. 凝华放热
【想一想】凝华时要冷却，说明凝华是一个什么过程?
【理论推导】因为凝固、液化、凝华都是物质从高能量状态到低能量状态，所以都要 热。
【实验】如图2所示，在封闭玻璃管里放入碘，先加热使其升华，然后在水中自然放置，会有部分
碘蒸汽凝华。测量这个过程前后水温变化，经测量水的温度 （升高/降低），这说明凝华 。
结论：凝华放热。
【例题1】下列发生物态变化的现象中，属于凝华的是（ ）
A．刚出冷库的冻肉比原来重 B．洒在地板砖上的水不见了
C．加在饮料中的冰块越来越小 D．放在衣柜里的樟脑丸变小了
【例题2】小明在探究物态变化的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”方案。（1）已知酒精灯外焰的温度约510 ℃ ，标准大气压下，碘的熔点为113.5 ℃ 。上述设计中，更
合理的方案是______（选填“甲”或“乙”）；
（2）为进一步探究此类现象，他用干冰进行了下列实验：在烧杯中放入适量的水，向水中放入一
小块干冰，观察到水中很快有大量气泡产生，同时水面有大量白气，如图丙所示。实验中，水中大量
的气泡是由干冰______形成的，水面上大量的白雾是由水蒸气______形成的。
探究二、升华与凝华现象及应用
1. 升华现象
【讨论以下问题】
①衣柜里防虫用的樟脑丸（卫生球），过一段时间会变小，最后不见了。有没有变为液态？发生
了什么物态变化？
②寒冷的冬季，冬天冰冻的衣服也会变干。冰是否发生了熔化？发生了什么物态变化？
【归纳】上述事例，都是冰从固态直接变为气态，发生了 现象。
2. 凝华现象
【讨论】①冬天，寒冷的早上，室外物体上常常挂着一层霜，是怎么形成的？
②寒冷的冬天，树枝上出现的“雾凇”（俗称冰花、树挂），是怎么形成的？
霜 雾凇 冰花 新灯泡 旧灯泡
【归纳】上述事例，都是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶（粒状结构沉积物、冰片、冰花等
形状）。【讨论】观察对比一个旧灯泡、一个新灯泡，有什么不一样？黑色是在内侧还是外侧，是固态还是
液态、气态？是不是玻璃变黑的?钨丝为什么到了灯的壁上呢?发生了什么物态变化?
【归纳】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凝华
变成固态钨附着在玻璃泡上，使内壁变黑。这里包含了两个物态变化过程： 、 。
3. 升华、凝华的应用——干冰
（1）干冰
干冰是在一个大气压下，以温度为-78.5 oC存在的 （固态/液态）二氧化碳（CO），在常
2
温下可以直接 为二氧化碳气体。
（2）干冰的特点：容易 ，有 作用。
（3）干冰的应用
①冷藏食物：“干冰”熔化时，不会像冰那样变成液体，它直接升华为温度很低的、干燥的二氧
化碳气体，因此它的冷藏效果特别好。
②人工降雨
【想一想】人工降雨就是用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等催化剂，帮助降雨。这个过
程发生了怎样的物态变化？
【归纳】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 热，使云层中的
温度急剧下降，从而使云层中的水蒸气遇冷 成小水滴，或者直接 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。
③舞台烟雾
舞台“白雾”
【想一想】烟雾是怎样形成的?用我们学过的知识说说其中的道理。请同组或前后组讨论一下。
烟雾是不是水蒸气?是不是干冰?是什么?是什么物态变化?
【归纳】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 成
小水珠或 成小冰晶悬浮在空气中，即我们所见到的“烟雾”。
【例题3】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洒干冰
（固态二氧化碳），干冰迅速 ，这个过程需要 热量（选填“吸收”或“放出”），周围空
气中的水蒸气有的 成小水滴，有的 成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中 成水滴，水滴降落就形成了雨。（除了第二空，其余四空均填物态变化的名称）
探究三、水循环
【阅读】课本《水循环》内容，完成下列填空。
1. 水循环与三态变化
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：阳光晒暖的海
洋，海水吸热 成为水蒸气上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便
成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了 ；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降
成 ；如果在高空遇到更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形成 降落到
地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来就变成
飘落大地。这些天空的降水落到地面，一部分直接变为小溪，另一部分渗入地下，涌出地表后变成股
股清泉，许多小溪汇合，形成江河，又注入大海。
地球上的水在陆地、 、 之间不断地循环。
2. 自然界中的水循环示意图
3. 地球上的水资源与危机
①地球表面的70%以上是海洋，虽然地球表面大部分被水覆盖，但是其中海水约占97%，江河湖
泊、土壤、岩层和冰川中的淡水仅约占3%，而能够供人类直接利用的淡水仅占淡水资源的0.3%。
②水资源危机
随着社会的发展，技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除了日常的生活用水以外，工业
生产也必须用水，电力、纺织、印染、钢铁、石油、化工以及食品工业等各个领域都需要大量的水资
源，农业生产更需要大量的水进行灌溉。随着人口的膨胀和经济的快速增强，水资源已经出现了严重
的危机。
4. 提高节水意识
我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只是世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏
的国家之一。全国有一半以上的城市存在不同程度的缺水。请大家思考一下：水资源缺乏是当今世界
的一大危机，我们应如何合理地节约用水？
我们不仅需要在技术上使用 器具、优化用水系统的运行，更需要每个人提高 意识、养成良好的 习惯，共同保卫我们的蓝色家园。
【例题4】我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量是世界平均值的25%，是人均水资源最贫乏
的国家之一。了解地球的水循环知识，提高节水意识，培养良好的用水习惯，是我们每个公民的义务
和责任。关于地球的水循环，下列说法正确的是（ ）
A. 海水吸热，汽化形成水蒸气 B. 水蒸气与冷空气接触，熔化形成小水滴
C. 小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰珠 D. 小冰珠在降落过程中，液化形成雨水
【想想议议】
水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。给图填字，说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放
热的关系。
【归纳整理】
①升华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华。
②升华现象：碘的升华、结冰的衣服变干等。
升华
③升华吸热：干冰升华过程吸热有制冷作用，可用来
进行人工降雨、舞台烟雾、食品保鲜等。
升华
和凝
①凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。
华
②生活中的凝华：霜、雾、雪、冰花等。
凝华
③凝华放热。
①水循环的三部分：蒸发、降水、径流。
②雨、雾、露、雪、雹等自然现象的形成。
水循环
③提高节水意识，合理用水。
【精讲点拨】
1. 尽管升华和凝华现象并不罕见，但不易引起同学们的注意，往往认为固态和气态之间的变化必
须经过液态阶段。因此，在学习中应从升华和凝华的现象出发，在进行观察实验的基础上，感知什么
是升华，什么是凝华。
2. 碘的升华和凝华实验是本节学习的重点，做好实验，观察实验现象，要得出正确结论。
3. 在“STS水循环”学习中，注意关注生活、关注社会。通过进行交流、讨论，对水资源的保护、开发和利用形成自己的独特见解，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯。
4. 对升华吸热，凝华放热要结合生活中的有关现象进行理解掌握。
【课堂练习】
1. 在烧瓶里放少量碘，并对烧瓶稍微加热，片刻就能观察到瓶内出现________，停止加热烧瓶内
壁又出现________。这两个过程中，前者属于________，需要________热；后者属于________，需要
________热。
2．家用白炽电灯泡灯丝正常工作时温度高达2000℃左右，使用钨丝制造灯丝，这是因为钨的
_____高。长期使用后，因在高温下钨丝______形成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上______形成
固体钨，所以灯泡变黑了。
3. 下列现象发生的过程中，属于升华吸收热量的是（ ）
A．春天，冰雪融化汇成溪流
B．夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”
C．秋天，清晨的雾在太阳出来后散去
D．冬天，室外冰冻的衣服也会干
4. 下列物态变化相同的一组是（ ）
A．①③ B．①② C．③④ D．②④
5. 古诗词是中华文化的精髓，对以下诗句中物态变化的分析正确的是（ ）
A．“山明水净夜来霜，数树深红出浅黄。”霜的形成是凝固现象
B．“露重蝉鸣急，风多鸟宿难。”露的形成过程要吸收热量
C．“寒雨连江夜入吴，平明送客楚山孤。”雨的形成是凝华现象
D．“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”冰与雪的形成过程都要放出热量
6. 冬天的早晨，在有人居住的室内窗户上往往会出现冰花，下面说法正确的是（ ）
A. 出现在窗户的内侧，由大量水蒸气凝华而成
B. 出现在窗户的内侧，由水凝华而成
C. 出现在窗的外侧，由大量水蒸气凝华而成
D. 出现在窗户外侧，由水凝华而成
7．（多选题）如果春季降雨很少，为了缓解旱情，相关工作人员有时会将干冰撒在云层上进行人工降雨，自然界水循环示意图如图所示，以下相关说法中正确的是（ ）
A．人工降雨时，撒在云层上的干冰升华吸热，使空气中的水蒸气液化成水滴
B．水循环示意图中，过程①发生的物态变化是液化，同时伴随着吸热过程
C．水循环示意图中，过程②发生的物态变化是液化和凝固，同时伴随着吸热过程
D．水循环示意图中，过程②发生的物态变化是液化和凝华，同时伴随着放热过程
8. 碘锤装置是在密封的玻璃管内装入少量固态碘。
（1）小丽同学将碘锤放入热水中，如图甲。玻璃管中固态碘逐渐消失，______（填物态变化的名
称）为紫色的碘蒸气并充满玻璃管。
（2）小华认为按图乙的方法加热碘锤，实验现象更明显。小丽通过查阅资料得知：标准大气压下
碘的熔点是113.5℃，水的沸点是100℃，酒精灯的外焰温度可达400℃以上。小丽认为，若按图乙的
方法加热碘锤，碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会______并且______；
（3）将甲图中的碘锤从热水中拿出，再放入凉水中，玻璃管中紫色的碘蒸气逐渐消失，______
（填物态变化的名称）为固态的碘，这个过程碘蒸汽需要______热量。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
