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 固 态直接变成 气 态的过程叫升华。升华需要 吸 (填“吸”或“放”)热.
2．物质从气态直接变成固态的过程叫 凝华 。凝华需要 放 (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 升华 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 凝华 现象。
4.自然界中的水循环是通过 物态变化 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？ _固态；
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碘蒸气；没有_（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 （固/液）态碘，没有_（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（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，所以都要放热。
【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（升高/降低），这说明凝华放热。
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 ）
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
【解析】A．刚出冷库的冻肉温度很低，空气中的水蒸气遇冷会凝华成固态的小冰晶附着在冻肉上，
所以整体重量增加。该选项符合题意。
B．洒在地板砖上的水不见了属于蒸发现象，该选项不符合题意。
C．加在饮料中的冰块越来越小属于熔化现象，该选项不符合题意。D．放在衣柜里的樟脑丸变小了属于升华现象，该选项不符合题意。
【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”的实验
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。
【答案】（1）乙；（2）升华，液化。
【解析】（1）探究“碘的升华”时，酒精灯外焰的温度约为510℃，标准大气压下，碘的熔点为
113.5℃，而水的沸点是100℃，水的沸点低于碘的熔点而酒精外焰的温度高于碘的熔点，所以更合理
的是方案乙，可以防止碘发生先熔化后汽化最终变为碘蒸气，更好地观察到碘升华的现象。
（2）干冰是固态二氧化碳，向水中放入一小块干冰，干冰发生升华现象，产生大量的二氧化碳气
体，所以水中大量的气泡是干冰升华形成的；干冰升华时从周围吸收大量热，使水温迅速下降，水面
上大量的白雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
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，发生了升华现象。2. 凝华现象
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？
【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）。
霜 雾凇 冰花
新灯泡 旧灯泡
【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：升华、凝华。
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 （固态/液态）二氧化碳（CO），在常温
2
下可以直接升华为二氧化碳气体。
（2）干冰的特点：容易升华，有吸热致冷作用。
（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。
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 _ 升华 ，这个过程需要吸收热量（选填“吸收”或“放出”），周围空气
中的水蒸气有的液化成小水滴，有的凝华成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中熔化成水滴，
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）
【解析】在空中喷洒干冰，干冰迅速升华，要吸收热量，空气中的水蒸气遇冷，有的液化成小水
滴，有的凝华成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中熔化成水滴，水滴降落就形成了雨。
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，海水吸热蒸发 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，水蒸气便液化
成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空中，就形成了云 ；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成
雨 ；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，最后有可能形成冰雹 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雪花 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、海洋、大气之间不断地循环。
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节水器具、优化用水系统的运行，更需要每个人提高节水意识、养成良
好的用水习惯，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 ）
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
【解析】A. 海水吸热蒸发为水蒸气，是汽化现象，A正确。
B.水蒸气与冷空气接触，是液化成小水滴，该说法错误。
C.小水滴遇到更寒冷的气流，就会凝固成小冰珠，C错误。
D.小冰珠在降落过程中，有可能形成冰雹落到地面，D错误。
【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。
【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。
【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。
【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。
【答案】碘蒸汽，碘颗粒。升华，吸；凝华，放.【解析】对烧瓶里的碘稍微加热，碘会升华为气态的碘蒸汽，停止加热，气态的碘蒸汽又会凝华
为固体的碘颗粒。
这两个过程中，前者属于升华，需要吸热；后者属于凝华，需要放热。
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。
【答案】熔点，升华，凝华.
【解析】用钨丝制造灯丝，这是因为钨的熔点高。
长期使用后，因在高温下钨丝升华形成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上凝华形成固体钨，
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
【答案】D
【解析】A．春天，冰雪融化汇成溪流；是熔化现象，吸收热量。
B．夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”，是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠，是液化
现象，放出热量。
C．秋天，清晨的雾在太阳出来后散去，是汽化现象，吸收热量。
D．冬天，室外冰冻的衣服也会干，是升华现象，吸热。
4. 下列物态变化相同的一组是（ ）
A．①③ B．①② C．③④ D．②④
【答案】B。
【解析】①．春雾是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的；
②．露珠，是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴，属于液化现象；
③．霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华而成的小冰晶，属于凝华现象；
④．冬天堆起的雪人变小了，由固态变成了气态，属于升华现象；可见，物态变化相同的一组是①②。故B符合题意，ACD不符合题意。
所以选B.
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
【答案】D。
【解析】霜的形成是凝华现象；露的形成是液化现象，要放出热量；雨的形成是液化现象。所以
选项ABC都错误。D选项：冰与雪的形成是凝华现象，其过程都要放出热量，所以该选项正确。
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
【答案】A。
【解析】“冰花” 是室内空气中的水蒸气遇到比较冷的窗玻璃，由气态直接变为固态的小冰晶，
附着在窗玻璃内侧。选项A正确。
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【答案】AD。
【解析】A．干冰即固态的二氧化碳，在常温下，干冰很易升华为气态，此过程中吸热，从而起到
降温作用；空气中的水蒸气由于气温低，遇冷后凝华为固体的冰晶或液化为水，落下后形成雨，故A
正确；
B．由图知，过程①是海洋中的水汽化为水蒸气的过程，属于汽化现象，汽化吸热，故B错误；
CD．由图可知，过程②是水蒸气在高空遇冷凝华为固体的冰晶和液化为水，属于凝华和液化现象，
该过程放热，故C错误，D正确。
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。
【答案】（1）升华；（2）熔化，汽化；（3）凝华，放热。
【解析】（1）将碘锤放入热水中，玻璃管中固态碘变为紫色的碘蒸气，所以，此过程的物态变化
为升华。
（2）直接在酒精灯上加热，当玻璃管温度达到碘的熔点113.5℃时，固态的碘就会熔化成液态碘，
随着玻璃管的温度继续升高，液态碘又会汽化成碘蒸气，所以碘颗粒除了发生图甲中的物态变化外，
还可能会发生熔化和汽化。
（3）碘锤从热水中拿出，再放入凉水中，玻璃管中的碘蒸气遇冷，放出热量，凝华成固态碘，所
以此过程是放出热量。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
