3.4升華和凝華（導(dǎo)學(xué)案）八年級物理上冊（人教版）

3.4升華和凝華（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過觀察碘的升華與凝固實驗，了解物質(zhì)的固態(tài)和氣態(tài)之間是可以直接轉(zhuǎn)化的。2.知道升華要吸熱，凝華要放熱。3.能用升華和凝華的知識，解釋生活中的現(xiàn)象。4.通過水循環(huán)過程中水的三態(tài)變化，培養(yǎng)關(guān)心環(huán)境和節(jié)約用水的意識?！緦W(xué)習(xí)重點】碘的升華與凝固實驗?！緦W(xué)習(xí)難點】升華吸熱，凝華放熱。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1．物質(zhì)從態(tài)直接變成態(tài)的過程叫升華。升華需要(填“吸”或“放”)熱.2．物質(zhì)從氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫。凝華需要(填“吸”或“放”)熱.3．樟腦球放在衣柜內(nèi)，平時我們能聞到氣味，過一段時間體積會變小，這是現(xiàn)象。晚秋的早上，我們會看到在地面或物體上凝結(jié)成的白色細(xì)微顆粒（即霜），這是現(xiàn)象。4.自然界中的水循環(huán)是通過實現(xiàn)的。【合作探究】探究一、升華和凝華1.升華和凝華【實驗】如圖所示，在錘型試管中盛有少量碘顆粒，放入盛熱水的燒杯中加熱，觀察碘的狀態(tài)變化，當(dāng)試管中充滿某種氣體后，將試管取出放入涼水中，觀察有什么現(xiàn)象。加熱前加熱前在熱水中在空氣中思考以下問題：①放入熱水前碘是什么狀態(tài)的？_態(tài)；②把裝有碘的碘錘加熱后，密封玻璃管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象？該過程有沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘？現(xiàn)象：固態(tài)的碘變成了紫色的；_（有/沒有）出現(xiàn)液態(tài)的碘；③把碘錘從熱水中取出，放在空氣中，密封玻璃管內(nèi)發(fā)生什么現(xiàn)象？該過程有沒有出現(xiàn)液態(tài)的碘？現(xiàn)象：碘蒸氣變成了（固/液）態(tài)碘，_（有/沒有）出現(xiàn)液態(tài)的碘。通過實驗可知：碘可以在固態(tài)和氣態(tài)間發(fā)生直接轉(zhuǎn)化。（1）升華：物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫做升華。（2）凝華：物質(zhì)從氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫做凝華。

2.升華吸熱【想一想】碘升華時要加熱,說明升華是一個什么過程?【理論推導(dǎo)】因為熔化、汽化、升華都是物質(zhì)從低能量狀態(tài)到高能量狀態(tài)，所以都要吸熱。【實驗】如圖1所示，在燒杯中放一小塊干冰，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？用手接觸燒杯底部，有什么感覺？說明什么問題？【分析】發(fā)現(xiàn)干冰逐漸變少，并且沒有液體產(chǎn)生，說明干冰直接從固態(tài)變成了氣態(tài)，即干冰發(fā)生了升華。此時，用手接觸燒杯底部，感覺燒杯底部變（冷/不變/升高），說明升華的過程吸熱。結(jié)論：升華吸熱。圖1圖2圖1圖23.凝華放熱【想一想】凝華時要冷卻，說明凝華是一個什么過程?【理論推導(dǎo)】因為凝固、液化、凝華都是物質(zhì)從高能量狀態(tài)到低能量狀態(tài)，所以都要熱?！緦嶒灐咳鐖D2所示，在封閉玻璃管里放入碘，先加熱使其升華，然后在水中自然放置，會有部分碘蒸汽凝華。測量這個過程前后水溫變化，經(jīng)測量水的溫度（升高/降低），這說明凝華。結(jié)論：凝華放熱?！纠}1】下列發(fā)生物態(tài)變化的現(xiàn)象中，屬于凝華的是（）A．剛出冷庫的凍肉比原來重 B．灑在地板磚上的水不見了C．加在飲料中的冰塊越來越小D．放在衣柜里的樟腦丸變小了【例題2】小明在探究物態(tài)變化的實驗中，設(shè)計了如圖甲、乙所示的兩種探究“碘的升華”的實驗方案。（1）已知酒精燈外焰的溫度約510℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，碘的熔點為113.5℃。上述設(shè)計中，更合理的方案是______（選填“甲”或“乙”）；（2）為進一步探究此類現(xiàn)象，他用干冰進行了下列實驗：在燒杯中放入適量的水，向水中放入一小塊干冰，觀察到水中很快有大量氣泡產(chǎn)生，同時水面有大量白氣，如圖丙所示。實驗中，水中大量的氣泡是由干冰______形成的，水面上大量的白霧是由水蒸氣______形成的。探究二、升華與凝華現(xiàn)象及應(yīng)用1.升華現(xiàn)象【討論以下問題】①衣柜里防蟲用的樟腦丸（衛(wèi)生球），過一段時間會變小，最后不見了。有沒有變?yōu)橐簯B(tài)？發(fā)生了什么物態(tài)變化？②寒冷的冬季，冬天冰凍的衣服也會變干。冰是否發(fā)生了熔化？發(fā)生了什么物態(tài)變化？【歸納】上述事例，都是冰從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)，發(fā)生了現(xiàn)象。2.凝華現(xiàn)象①冬天，寒冷的早上，室外物體上常常掛著一層霜，是怎么形成的？②寒冷的冬天，樹枝上出現(xiàn)的“霧凇”（俗稱冰花、樹掛），是怎么形成的？【歸納】上述事例，都是空氣中的水蒸氣遇冷凝華成的小冰晶（粒狀結(jié)構(gòu)沉積物、冰片、冰花等形狀）。新燈泡舊燈泡新燈泡舊燈泡霜霧凇冰花【討論】觀察對比一個舊燈泡、一個新燈泡，有什么不一樣？黑色是在內(nèi)側(cè)還是外側(cè)，是固態(tài)還是液態(tài)、氣態(tài)？是不是玻璃變黑的?鎢絲為什么到了燈的壁上呢?發(fā)生了什么物態(tài)變化?【歸納】白熾燈泡的鎢絲在高溫下會升華變成鎢蒸氣，使燈絲變細(xì)；鎢蒸氣遇到燈泡玻璃后又凝華變成固態(tài)鎢附著在玻璃泡上，使內(nèi)壁變黑。這里包含了兩個物態(tài)變化過程：、。3.升華、凝華的應(yīng)用——干冰（1）干冰干冰是在一個大氣壓下以溫度為78.5oC存在的（固態(tài)/液態(tài)）二氧化碳（CO2），在常溫下可以直接為二氧化碳?xì)怏w。（2）干冰的特點：容易，有作用。（3）干冰的應(yīng)用①冷藏食物：“干冰”熔化時，不會像冰那樣變成液體，它直接升華為溫度很低的、干燥的二氧化碳?xì)怏w，因此它的冷藏效果特別好。②人工降雨【想一想】人工降雨就是用高射炮或飛機在天空中撒下干冰或碘化銀等催化劑，幫助降雨。這個過程發(fā)生了怎樣的物態(tài)變化？【歸納】用高射炮或飛機在天空中撒下干冰或碘化銀等等催化劑，它們會升華熱，使云層中的溫度急劇下降，從而使云層中的水蒸氣遇冷成小水滴，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舞臺煙霧舞臺“白霧”舞臺“白霧”【提問】煙霧是怎樣形成的?用我們學(xué)過的知識說說其中的道理。請同組或前后組討論一下。煙霧是不是水蒸氣?是不是干冰?是什么?是什么物態(tài)變化?【歸納】舞臺上噴出的干冰瞬間升華，從周圍吸熱，導(dǎo)致溫度下降，周圍的水蒸氣遇冷成小水珠或成小冰晶懸浮在空氣中，即我們所見到的“煙霧”?！纠}3】隨著科技的發(fā)展，“呼風(fēng)喚雨”的神話已成為現(xiàn)實。人工降雨是用飛機在空中噴灑干冰（固態(tài)二氧化碳），干冰迅速，這個過程需要熱量（選填“吸收”或“放出”），周圍空氣中的水蒸氣有的成小水滴，有的成小冰粒，冰粒逐漸變大而下落，下落過程中成水滴，水滴降落就形成了雨。（除了第二空，其余四空均填物態(tài)變化的名稱）探究三、水循環(huán)【閱讀】課本《水循環(huán)》內(nèi)容，完成下列填空。1.水循環(huán)與三態(tài)變化水是人類生存環(huán)境的重要組成部分。通過水的三態(tài)變化，地球上的水在不停地循環(huán)：陽光曬暖的海洋，海水吸熱成為水蒸氣上升到空中；當(dāng)水蒸氣上升到高空以后，與冷空氣接觸，水蒸氣便成為小水滴，大量的小水滴懸浮在高空中，就形成了；小水滴相互聚集，就會凝結(jié)成大水滴下降成；如果在高空遇到更加寒冷的氣流，小水滴就會凝固成小冰珠，最后有可能形成降落到地面；冬天，水蒸氣在寒冷的高空急劇降溫，從而凝華成微小的冰晶，這些冰晶聚集起來就變成飄落大地。這些天空的降水落到地面，一部分直接變?yōu)樾∠?，另一部分滲入地下，涌出地表后變成股股清泉，許多小溪匯合，形成江河，又注入大海。地球上的水在陸地、、之間不斷地循環(huán)。2.地球上的水資源與危機①地球表面的70%以上是海洋，雖然地球表面大部分被水覆蓋，但是其中海水約占97%，江河湖泊、土壤、巖層和冰川中的淡水僅約占3%，而能夠供人類直接利用的淡水資源更是僅在淡水資源的0.3%。②水資源危機隨著社會的發(fā)展，技術(shù)的進步，人類對水的依賴程度越來越大。除了日常的生活用水以外，工業(yè)生產(chǎn)也必須用水，電力、紡織、印染、鋼鐵、石油、化工以及食品工業(yè)等各個領(lǐng)域都需要大量的水資源，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更需要大量的水進行灌溉。隨著人口的膨脹和經(jīng)濟的快速增強，水資源已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的危機。3.提高節(jié)水意識我國是嚴(yán)重缺水的國家，水資源人均占有量只是世界平均值的25%，是世界上人均水資源最貧乏的國家之一。全國有一半以上的城市存在不同程度的缺水。請大家思考一下：水資源缺乏是當(dāng)今世界的一大危機，我們應(yīng)如何合理地節(jié)約用水？我們不僅需要在技術(shù)上使用器具、優(yōu)化用水系統(tǒng)的運行，更需要每個人提高意識、養(yǎng)成良好的習(xí)慣，共同保衛(wèi)我們的藍(lán)色家園?！纠}4】我國是嚴(yán)重缺水的國家，水資源人均占有量是世界平均值的25%，是人均水資源最貧乏的國家之一。了解地球的水循環(huán)知識，提高節(jié)水意識，培養(yǎng)良好的用水習(xí)慣，是我們每個公民的義務(wù)和責(zé)任。關(guān)于地球的水循環(huán)，下列說法正確的是（）A.海水吸熱，汽化形成水蒸氣B.水蒸氣與冷空氣接觸，熔化形成小水滴C.小水滴遇到更寒冷的氣流，凝華形成小冰珠D.小冰珠在降落過程中，液化形成雨水【想想議議】水的三種狀態(tài)分別是冰、水和水蒸氣。給圖填字，說明它們?nèi)咧g轉(zhuǎn)化過程的名稱以及吸熱、放熱的關(guān)系?！練w納整理】①①凝華：物質(zhì)從氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫凝華。②生活中的凝華：霜、霧、雪、冰花等。③凝華放熱。凝華②升華現(xiàn)象：碘的升華、結(jié)冰的衣服變干等。升華①升華：物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫升華。③升華吸熱：干冰升華過程吸熱有制冷作用，可用來進行人工降雨、舞臺煙霧、食品保鮮等。升華和凝華①水循環(huán)的三部分：蒸發(fā)、降水、徑流。②雨、霧、露、雪、雹等自然現(xiàn)象的形成。③提高節(jié)水意識，合理用水。水循環(huán)【精講點撥】1.盡管升華和凝華現(xiàn)象并不罕見，但不易引起同學(xué)們的注意，往往認(rèn)為固態(tài)和氣態(tài)之間的變化必須經(jīng)過液態(tài)階段。因此，在學(xué)習(xí)中應(yīng)從升華和凝華的現(xiàn)象出發(fā)，在進行觀察實驗的基礎(chǔ)上，感知什么是升華，什么是凝華。2.碘的升華和凝華實驗是本節(jié)學(xué)習(xí)的重點，做好實驗，觀察實驗現(xiàn)象，要得出正確結(jié)論。3.在“STS水循環(huán)”學(xué)習(xí)中，注意關(guān)注生活、關(guān)注社會。通過進行交流、討論，對水資源的保護、開發(fā)和利用形成自己的獨特見解，從而在實際生活中養(yǎng)成節(jié)約用水的良好習(xí)慣。4.對升華吸熱，凝華放熱要結(jié)合生活中的有關(guān)現(xiàn)象進行理解掌握。【課堂練習(xí)】1.在燒瓶里放少量碘，并對燒瓶稍微加熱，片刻就能觀察到瓶內(nèi)出現(xiàn)________，停止加熱燒瓶內(nèi)壁又出現(xiàn)________。這兩個過程中，前者屬于________，需要________熱；后者屬于________，需要________熱。2．家用白熾電燈泡燈絲正常工作時溫度高達(dá)2000℃左右，使用鎢絲制造燈絲，這是因為鎢的_____高。長期使用后，因在高溫下鎢絲______形成鎢的蒸氣，鎢的蒸氣又在冷的燈泡壁上______形成固體鎢，所以燈泡變黑了。3.下列現(xiàn)象發(fā)生的過程中，屬于升華吸收熱量的是（）A．春天，冰雪融化匯成溪流 B．夏天，從冰箱里面拿出來的飲料罐“出汗”C．秋天，清晨的霧在太陽出來后散去 D．冬天，室外冰凍的衣服也會干4.下列物態(tài)變化相同的一組是（）A．①③ B．①② C．③④ D．②④5.古詩詞是中華文化的精髓，對以下詩句中物態(tài)變化的分析正確的是（）A．“山明水凈夜來霜，數(shù)樹深紅出淺黃?！彼男纬墒悄态F(xiàn)象B．“露重蟬鳴急，風(fēng)多鳥宿難?！甭兜男纬蛇^程要吸收熱量C．“寒雨連江夜入?yún)?，平明送客楚山孤。”雨的形成是凝華現(xiàn)象D．“北國風(fēng)光，千里冰封，萬里雪飄?！北c雪的形成過程都要放出熱量6.冬天的早晨，在有人居住的室內(nèi)窗戶上往往會出現(xiàn)冰花，下面說法正確的是（）A.出現(xiàn)在窗戶的內(nèi)側(cè)，由大量水蒸氣凝華而成B.出現(xiàn)在窗戶的內(nèi)側(cè)，由水凝華而成C.出現(xiàn)在窗的外側(cè)，由大量水蒸氣凝華而成D.出現(xiàn)在窗戶外側(cè)，由水凝華而成7．（多選題）如果春季降雨很少，為了緩解旱情，相關(guān)工作人員有時會將干冰撒在云層上進行人工降雨，自然界水循環(huán)示意圖如圖所示，以下相關(guān)說法中正確的是（）A．人工降雨時，撒在云層上的干冰升華吸熱，使空氣中的水蒸氣液化成水滴B．水循環(huán)示意圖中，過程①發(fā)生的物態(tài)變化是液化，同時伴隨著吸熱過程C．水循環(huán)示意圖中，過程②發(fā)生的物態(tài)變化是液化和凝固，同時伴隨著吸熱過程D．水循環(huán)示意圖中，過程②發(fā)生的物態(tài)變化是液化和凝華，同時伴隨著放熱過程8.碘錘裝置是在密封的玻璃管內(nèi)裝入少量固態(tài)碘。（1）小麗同學(xué)將碘錘放入熱水中，如圖甲。玻璃管中固態(tài)