2023浙教版科学小升初暑期“快人一步”培优讲义（十六）：升华与凝华【word，含解析】

一、升华和凝华
（一）实验探究碘的升华和凝华
给烧杯里的碘加热，烧杯中出现了紫色碘蒸气。停止加热后，在盛有水的烧瓶底部出现了紫黑色的碘晶体。
实验表明:加热时，碘由固态直接变成气态；冷却时，碘由气态直接变成固态。
（二）升华
(1)概念:升华是指物体从固态直接变成气态的过程。
(2)升华是吸热过程，升华要从周围环境吸热，使周围环境温度降低，所以升华有致冷作用。人们利用这个特点来降温。如利用干冰升华时吸收大量热来实施人工降雨，制造舞台烟雾效果，食品冷藏，医疗麻醉等。
（三）凝华
(1)概念:凝华是指物体从气态直接变成固态的过程。
(2)凝华是放热过程，凝华要放出热量。
（四）用分子运动的观点解释升华和凝华
升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它的引力进入空气中的过程，而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面，并被固态物质分子的引力所束缚的过程。
【能力拓展】
1、常见的升华现象:a.衣柜中防虫用的樟脑丸会慢慢变小，最后消失不见了。b.北方冬季，放在室外的冰冻的衣服会慢慢变干c.用久的灯泡灯丝变细。
2、干冰：不是冰，干冰为固态二氧化碳。干冰易升华，升华吸热。当将干冰粉喷撒到舞台上时，干冰迅速升华致冷，使空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，形成“白雾”从而渲染气氛。
3、常见的凝华现象:
a.冬季看到的“雾松”。b.冬季窗玻璃的内表面上的“冰花”。c.用久的灯泡壁变黑。
二、云、雨、雪、雾、露、霜
自然界中有很多自然现象都和物理有关，其中的云、雨、雾、露、霜、雪、冰雹是常见的自然现象，它们的成因及物态变化名称如下:
（一）云（液化或凝华）
太阳照在地球上，气温升高，含有水蒸气的高温空气快速上升，在上升过程中，空气逐渐冷却，水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶，便形成云。
（二）雨（熔化）
云中的小水珠或小冰晶，随着气流的急速升降而上下运动，它们相遇后越聚越大，达到一定程度后就会下落。在下落过程中，小冰晶吸热熔化成小水珠，与原来的小水珠一起落到地面，这就是雨。
（三）雾（液化）
雾是水蒸气在空气中遇冷液化成了小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，形成雾
（四）露（液化）
在天气较热的时候，空气中的水蒸气在早晨遇到温度较低的树叶、花草等，液化成小水珠附着在它们表面
（五）霜、雪（凝华）
霜是在地表的水蒸气遇到0℃以下的固体凝华为小冰晶；如果高空的温度在0℃以下，水蒸气凝华成小冰晶，便以雪的形式降到地面
（六）冰雹（熔化、凝固）
云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空，凝结为小冰珠，小冰珠在下落时，其外层受热熔化成水，并彼此结合，使冰珠越来越大，如果上升气流很强，冰珠就会再升入高空，在其表面形成一层冰壳，经过多次上下翻腾，能结合成较大的冰珠，当上升气流托不住它时，冰珠就落到地面，形成冰雹
例1、2022年12月4日，三名航天员搭乘“神舟十四号“载人飞船，历经高温和低温的双重考验安全着陆。同时返回的还有多种太空实验样品，其中包括国际上首次在太空获得的水稻种子返回舱进入大气层，与大气摩擦产生超过1000℃的高温。舱外防热材料不断熔化、升华带走热量（如图），确保了舱内航天员的安全。防热材料在熔化、升华过程中（　　）
A．熔化、升华都吸热 B．熔化吸热、升华放热
C．熔化、升华都放热 D．熔化放热、升华吸热
例2、“缥缈的雾，晶莹的露凝重的霜，轻柔的雪，同样的水分子．装扮着我们生活的时空。”这是一首描述科学现象的抒情诗，对这首诗中所描述的科学现象理解正确的是( )。
A.“雾”是汽化形成的 B.“露”是升华形成的
C.“霜”是凝华形成的 D.“雪”是熔化形成的
例3、科学课上，老师设计了这样一个实验：用镊子夹取一块冒着“白气”的干冰（固态二氧化碳，温度﹣74℃）放入气球内，并迅速扎紧气球。令人惊讶的现象出现了：气球快速鼓起，同时在气球底部的外壁观察到“白霜”。下列说法正确的是（ ）
A.“白气”是干冰升华形成的二氧化碳气体
B.“白气”的形成过程需要从外界吸收热量
C.“白霜”是空气中的水蒸气遇冷凝固形成的
D.气球鼓起的过程中，二氧化碳分子之间的空隙变大
例4、如图所示是小华同学组装的“人造雪”装置。所用的器材有铁架台(底座、铁圈、铁夹、横杆)、锥形瓶、酒精灯、棉线、碘粉等。
（1）器材组装过程中，铁圈的位置是根据________(选填“酒精灯”“酒精灯及其火焰”“锥形瓶”或“铁架台”)高度固定的。
（2）实验中观察的对象是________。
（3）实验中观察到的现象是________。
（4）实验中碘发生的物态变化是________。
1.强冷空气的到来使莫干山变成了冰雪世界！及目之处，雪树银花，如梦如幻般出现了玉树琼花的雾凇景象！（如图）雾凇的形成过程主要是（　　）
A．凝华 B．液化 C．升华 D．汽化
2．如图所示的一款甜品，在下面盛有水的盘中加了干冰，甜品碗的周围冒着大量的“白气” ，拿起碗， 看到下面盘中的水在“沸腾”着。下列说法正确的是（　　）
A．“白气”是干冰升华成的二氧化碳气体
B．“白气”是盛水盘中的水汽化形成的
C．盘里的水“沸腾”是因为干冰升华使盘中的水吸热后沸腾
D．盘里的水“沸腾”是因为干冰升华成二氧化碳气体从水中冒出
3.利用干冰进行人工降雨的主要过程是：干冰(固态二氧化碳)在高空中直接变成气体，高空中的水蒸气遇冷直接变成冰晶，冰晶下落时变成雨。以下分析错误的是( )
A.干冰直接变成气体是升华过程 B.干冰直接变成气体是放热过程
C.水蒸气直接变成冰晶是凝华过程 D.冰晶下落时变成雨是吸热过程
4.如图所示，在标准大气压下，某同学将冰块放入空易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟；测得易拉罐中冰与盐水混合物的温度低于0℃，实验时易拉罐的底部有白霜生成。对于这一实验和现象的分析，正确的是( )。
A.盐使冰的熔点低于0℃，白霜的生成是凝华现象
B.盐使冰的熔点高于0℃，白霜的生成是凝华现象
C.盐使冰的熔点低于0℃，白霜的生成是凝固现象
D.盐使冰的熔点高于0℃，白霜的生成是凝固现象
5.在下列几种物态变化现象中，属于凝固的是________；属于升华的是________；其中⑤中的冰花是形成在窗户的________（填“外”或“内”）表面上．
①凉在室外的湿衣服变干了
②夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白汽”
③冬天，河面上结了一层冰
④放在衣柜里的樟脑丸会越来越小，最后“消失”了
⑤严冬的深夜，教室窗户玻璃上有一层冰花
⑥铺柏油马路时，将沥青块放在铁锅中加热．
1．如图所示为“冰花男孩”；冬日的早晨，该男孩到达教室时，竖立的头发上已结满冰花，下列事例与冰花形成的原理相同的是（ ）
A．冬天清晨河面上的白雾 B．荷叶上的露珠
C．北方冬天的雾凇 D．冬天河面上水结成冰
2.在冬季，某地的地下水管破裂，水喷射出来形成了如图所示的“冰花”。虽然气温没有回升，过一段时间，发现“冰花"还是变小了。关于以上现象的分析正确的是( ) 。
A.“冰花”是由空气中的水蒸气凝华而形成的 B.“冰花”变小是由于冰升华
C.“冰花”形成时的气温为0℃ D.“冰花”变小过程中要放热
3.金属在高温、低压下比较容易由固态直接变为气态，用此方法可以给照相机、望远镜及其他光学仪器的玻璃镜头进行真空镀膜，即在真空室内将金属或金属化合物加热，使它的蒸汽喷到玻璃面上去，从而镀上一层极薄的金属膜，这层镀膜可以改善玻璃镜头的光学性能，这层镀膜能镀上去的原因是( )
A.金属液化后粘到玻璃镜头上的 B.金属熔化后粘到玻璃镜头上的
C.金属升华后再凝华到玻璃镜头上的 D.金属凝华到玻璃镜头上的
4.科学课上，老师将一块干冰(固态二氧化碳)放入一个容器中，不一会儿容器外壁出现一层白霜，接着用镊子将干冰放入装有常温水的烧杯中，令人惊讶的现象出现了：水立刻剧烈“沸腾”起来，内部有大量气泡产生，水面上方出现大量白雾。下列说法正确的是( )
A.白霜是凝固现象 B.气泡内主要是水蒸气
C.气泡内主要是二氧化碳气体 D.白雾是水蒸气
5．小金为了证明“碘升华”做了如图甲、乙两个实验(甲图为教材中的方法，乙图为水浴加热法)。加热一段时间后，均能观察到紫色的碘蒸气。已知：常压下，碘的熔点为113.60oC，碘的沸点为184.25oC，酒精灯火焰的温度约400oC。
(1)你认为实验______________(填“甲”或“乙”)更能说明碘直接升华，理由是______________；
(2)碘升华需要______________(填“吸热”或“放热”)；
(3)科学来源于生活，请再举一例物质升华的例子______________。
答案及解析
例1、A
解：物质由固态变为液态的过程叫做熔化，熔化吸热；物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热；
故选：A。
例2、C
【解析】确定物质的初始态和终末态，据此确定物态变化的名称。雾和露，都是空气中的水蒸气遇冷，由气态变成液体发生液化形成的小水珠，成在空气中则为雾，成在物体表面为露，故A、B错误；
霜和雪，都是空气中的水蒸气，直接由气态变成固态发生凝华现象形成的，故C正确，D错误。
例3、D
【解析】（1）物质由固态变成气态叫升华，升华需要吸热；
（2）物质由气态变成液态叫液化，液化需要放热；
（3）同种物质在发生三态变化时，其实就是分子之间的距离发生改变。
【解答】“白气”是空气中的水蒸气遇到干冰后迅速放热液化而成的小水珠，故A、B错误；
“白霜”是空气中的水蒸气遇冷迅速放热，由气态变成固态发生凝华现象形成的，故C错误；
气球鼓起的过程中，二氧化碳分子之间的空隙变大，故D正确。
例4、（1）酒精灯及其火焰
（2）碘粉和棉线
（3）锥形瓶底的固态碘粉变少，棉线上出现固态碘粉
（4）升华和凝华
【解析】（1）在安装器材时，应该安装从下到上的顺序。首先在铁架台的底座上放上酒精灯并点燃，然后根据火焰的高度确定铁圈的高度，接下来在铁圈上分别放上石棉网和装有碘粉的锥形瓶，最后将悬挂起来的棉线放入锥形瓶内即可，因此铁圈的位置是根据酒精灯及其火焰的高度固定的。
（2）原来棉线是光秃秃的，碘粉堆积在锥形瓶底部；加热一段时间后，碘粉减少，棉线上出现固态碘粉，如同雾凇一样，据此判断碘粉发生的物态变化，因此观察对象是：碘粉和棉线。
（3）实验中观察到的现象是：锥形瓶底的固态碘粉变少，棉线上出现固态碘粉。
（4）实验中，碘粉受热发生升华现象，然后放热发生凝华现象。
1.A
解：雾凇是空气中水蒸气遇冷凝华形成的，属于凝华现象，凝华放热。
故选：A。
2．D
【解析】
AB．甜品周围的“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴，故AB错误；
C．水的沸腾过程需要吸收热量，干冰升华吸热，水放热，不能沸腾，故C错误；
D.盘里的干冰升华成二氧化碳从水中冒出，造成水面翻腾，看起来像是在“沸腾”故D正确。
3.B
【解析】干冰是固态的二氧化碳，因此干冰由固态直接变成气态的二氧化碳的过程，叫升华，需要吸热，故A正确不合题意，B错误符合题意；
水蒸气直接变成冰晶，其实就是气态直接变成固态，属于凝华现象，故C正确不合题意；
冰晶下落时，由固态变成液态发生熔化现象，应该是吸热过程，故D正确不合题意。
4.A
【解析】晶体熔化时温度保持不变，这个温度叫熔点；物质由气态直接变成固态叫凝华，需要放热，据此分析判断。
温度低于0℃时，冰与盐水的混合物中，冰仍然没有熔化，说明冰的熔点肯定低于0℃；白霜是空气中的水蒸气遇到低温的易拉罐后，在其表面迅速放热变成固态发生凝华现象形成的，故A正确，而B、C、D错误。
5.③；④；内
【解析】物体由固态变为液态的过程叫熔化；物体由液态变为固态的过程叫凝固；
物体由液态变为气态的过程叫汽化；物体由气态变为液态的过程叫液化；
物体直接由固态变为气态的过程叫升华；物体直接由气态变为固态的过程叫凝华；
【解答】解：①凉在室外的湿衣服变干了，是液态水变为气态水蒸气过程，属于汽化现象；②夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白汽”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的液态小水滴；③冬天，河面上结了一层冰，是液态水凝固形成的；④放在衣柜里的樟脑丸会越来越小，最后“消失”了，是由固态直接变为气态，属于升华现象；⑤严冬的深夜，教室窗户玻璃上有一层冰花，是室内温度较高的水蒸气凝华形成的；⑥铺柏油马路时，将沥青块放在铁锅中加热，由固态变为液态，属于熔化现象；
窗户上的冰花是凝华形成的，寒冷的冬天，屋内较热的水蒸气遇到温度很低的窗玻璃放出热量直接变成固态的冰花，附着在玻璃的内侧．
1．C
【解析】
冰花男孩，是男孩呼出的水蒸气，遇冷凝华成的小冰晶，依附在头发上形成的，属于凝华。
A．白雾白气，都是水蒸气遇冷液化了的小水滴，故A不符合题意；
B．荷叶上的露珠，是日出前气温较低，水蒸气遇冷液化形成的，故B不符合题意；
C．北方冬天的雾凇，是水蒸气遇冷凝华成的小冰晶依附在植物的枝干上，故C符合题意；
D．冰是水凝固形成，故D不符合题意。
2.B
【解析】物质由液态变化固态叫凝固，由固态直接变成气态叫升华，据此分析判断。
水管喷出来的水在空气中迅速放热，由液态变成固态的冰发生凝固现象，这就是我们看到的“冰花”。“冰花”从空气中吸收热量，由固态直接变成气态的水蒸气发生升华现象，这就是“冰花”变小的原因。
A.“冰花”是水发生的凝固现象，故A错误；
B.“冰花”变小是由于冰的升华，故B正确；
C.水的凝固点为0℃，因为水凝固时要向空气中放热，所以“冰花”形成时的气温应该低于0℃，故C错误；
D.“冰花”变小的过程要吸热，故D错误。
故B正确，而A、C、D错误。
3.C
【解析】物质由固态变成气态叫升华，而从气态变成固态叫凝华。
【解答】金属在高温低压的环境下吸热，由固态直接变成金属蒸汽发生升华现象；金属蒸汽遇到低温的镜头放热，由气态直接变成固态发生凝华现象。
4.C
【解析】干冰的温度很低，放入容器后，会吸收容器的热量使它的温度下降，空气中的水蒸气遇到温度极低的容器外壁会迅速放热，由气态直接变成固态发生凝华现象，出现白霜。将干冰放入水中，它会从水中迅速吸收热量，由固态直接变成气态发生升华现象，于是产生大气二氧化碳气体，因此水中出现大量气泡。由于水温很低，空气中的水蒸气在水面附近放热发生液化现象，于是出现很大小水珠悬浮在空气中，这就是看到的“白雾”。
【解答】白霜是空气中的水蒸气直接变成固态形成，因此是凝华现象，故A错误；
气泡内的主要是二氧化碳而不是水蒸气，故B错误，C正确；
白雾是水蒸气液化而成的小水珠，故D错误。
5． 乙 乙实验水沸腾时温度为100oC，未到达碘的熔点，说明碘没有熔化直接升华了
吸热 北方冬天冰冻的衣服干了、樟脑丸变小、干冰制雨等(合理即可)
【解析】
（1）由于甲同学利用酒精灯直接对试管进行加热，温度上升速度很快，会迅速超过碘的熔点和沸点，因此根据实验现象无法判断固态碘是否直接变成气体而不是先变成液体再变成气体；而乙同学使温度在缓慢上升的过程中，仍可以看到碘蒸气，而且由于水沸腾后温度不变，其温度小于碘的熔点，说明碘没有熔化，更不会汽化，这就证明了固态碘是直接变成气体的。故填：乙；乙实验水沸腾时温度为100oC，未到达碘的熔点，说明碘没有熔化直接升华了。
（2）固态碘直接变成气体的过程是升华，这是一个吸收热量的过程。故填：吸热。
（3）升华指物体从固态直接变成气态。故填：北方冬天冰冻的衣服干了、樟脑丸变小、干冰制雨等(合理即可)。
2023浙教版科学小升初暑期“快人一步”培优讲义（十六）
升华与凝华