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第7节 升华与凝华
考点一、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。
典例1：某物理兴趣小组在学习物态变化知识时做了如下实验：
（1）如图甲所示，在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒：将碘锤在热水中加热。你会看到瓶内出现 ，而碘晶粒逐渐消失；将碘锤从热水中拿出，在瓶上方的凹槽内滴几滴水，过一会儿在瓶壁上方出现很多紫色碘颗粒，是由于 。
（2）接着他们利用干冰做了相关实验：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”，如图乙所示。水面上的大量“白气”是 (填“水蒸气”“液态水”或“二氧化碳气体”)，气泡的主要成分是 (填“白气”“二氧化碳气体”或“水蒸气”)，此实验中杯中水温会 (填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】（1）碘蒸气；碘蒸气遇冷凝华（2）液态水；二氧化碳气体；下降
【解析】（1）固态的碘颗粒吸热后，由固态直接变成气态的碘蒸气，从而发生升华现象。碘蒸气放热后，由气态直接变成固态的碘颗粒，从而发生凝华现象。
（2）水蒸气和二氧化碳气体都是无色透明的，则“白气”肯定不是水蒸气或二氧化碳。干冰从水中吸收大量的热，由固态直接变成气态的二氧化碳，于是水中出现大量的气泡。水面上方的水蒸气放热后，由气态变成液态发生液化现象，从而形成大量的小水珠，这就是看到的“白气”。
【解答】（1）如图甲所示，在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒：将碘锤在热水中加热。你会看到瓶内出现碘蒸气，而碘晶粒逐渐消失；将碘锤从热水中拿出，在瓶上方的凹槽内滴几滴水，过一会儿在瓶壁上方出现很多紫色碘颗粒，是由于碘蒸气遇冷凝华。
（2）接着他们利用干冰做了相关实验：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”，如图乙所示。水面上的大量“白气”是液态水，气泡的主要成分是二氧化碳气体，此实验中杯中水温会下降。
变式1：物质M通过吸、放热，出现三种不同物态，如图所示，则从乙到丙发生的物态变化是（ ）
A．升华 B．凝华 C．液化 D．凝固
【答案】B
【解析】确定物质的初始态和终末态，从而弄清物态变化的名称。
【解答】物质吸热，从液态变成气态发生汽化现象；物质放热，从气态直接变成固态发生凝华现象。物质吸热，从固态变成液态发生熔化现象。则甲为液态、乙为气态，丙为固态，那么乙到丙的物态变化为凝华现象。
变式2：（2023七上·长兴期末）如图所示是小科同学在探究物态变化时做的两个实验。
（1）图甲是小科在杯中放入适量温水，然后放入一小块干冰(固态二氧化碳)，观察到水中有大量气泡产生，同时水面上有大量白雾。其中气泡是由 形成的，白雾是由 形成的。
（2）将碘锤放入热水中，观察到固态碘逐渐消失，变为紫色的碘蒸气并充满试管。
小科猜想：固态碘是先变成液体，再变成气体，因为速度太快，液态碘出现的时间太短，因而没有观察到。已知碘的熔点是113.5℃。请你分析小科的猜想是否正确并说明原因。 。
【答案】（1）升华；液化
（2）不正确，标准大气压下，水的沸点是 100℃，且水在沸腾过程中不断吸热但温度保持不 变，碘达不到熔点，所以不会熔化
【解析】（1）根据物质的初始态和终末态确定舞台变化的名称。
（2）将水的沸点与碘的熔点进行比较，从而确定在水浴法加热的情况下碘是否会熔化即可。
【解答】（1）干冰是固态的二氧化碳，干冰从水中吸热由固态变成气态发生升华现象，因此气泡是二氧化碳气体。空气中的水蒸气在水面附近放热，由气态变成液态发生液化现象，从而形成大量的小水珠，这就是看到的“白雾”。
（2）小科的猜想不正确，理由是：标准大气压下，水的沸点是 100℃，且水在沸腾过程中不断吸热但温度保持不变，碘达不到熔点，所以不会熔化。
变式3：小明看到家中日光灯管的两端各有一圈黑色，从外面擦怎么也擦不掉，他觉得奇怪，于是向爸爸请教，爸爸让他在一支长试管内装入少量的碘粉，塞上底部悬挂了少量棉线的橡皮塞，用酒精灯慢慢加热，如图甲所示。
（1）加热时小明看到碘粉没有熔化就有紫色的烟雾升起，这是 (填物态变化名称)过程，同时发现棉线上好像下了紫色的霜。
（2）一段时间后，小明看到离试管底一段距离处，出现了一圈紫色的堆积物，并且时间越长，堆积越多，由此小明推断日光灯管上的黑圈是 (填物态变化名称)形成的。
（3）经过这个探究小明明白了高压电线上凝结的厚冰柱(如图乙所示)经过一个无雨、无雪的寒冷夜晚变粗的原因，下列分析合理的是 。
A．白天温度高电线和冰柱遇热膨胀 B．空气中的水蒸气遇到厚冰柱凝华成了冰
C．空气中的水珠遇到厚冰柱后凝固成冰 D．空气中的二氧化碳遇到厚冰柱变成了干冰
【答案】（1）升华 （2）凝华 （3）B
【解析】（1）物质吸热后由固态直接变成气态发生升华现象。
（2）物质放热由气态直接变成固态发生凝华现象。
（3）根据前面的知识分析判断。
【解答】（1）热时小明看到碘粉没有熔化就有紫色的烟雾升起，即直接生成碘蒸气，这是升华过程，同时发现棉线上好像下了紫色的霜。
（2）小明推断日光灯管上的黑圈是气态的钨放热后直接变成固态发生了凝华现象形成的。
（3）冬天的夜晚十分寒冷，空气中的水蒸气放热后直接由气态变成固态发生凝华现象，附着在冰柱表面形成冰，因此冰柱会逐渐变厚，故选B。
考点二、云、雨、雪、雾、露、霜
（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
典例1：（2022七上·苍南期末）初冬的夜晚，地面的温度迅速降低到0℃以下，在地面或树木、植物的枝叶上出现小晶体（如图），这就是人们常说的“下霜了”；有霜的季节，农作物常被冻坏，人们就说遭受霜冻；实际上，农作物不是因为霜而受冻的，0℃以下的低气温才是真正的“凶手”；当空气干燥时，即使温度降到-20℃~ -10℃，也不会出现霜，此时农作物早被冻坏了；农民们称这种情况为“黑霜”。
请你回答：
（1）霜的形成对应的物态变化名称是 ；
（2）请你根据知文，说明“霜”形成的条件是什么？ ；（3）为了防止霜冻对农作物的危害，农民通常采用覆膜和灌溉法。灌溉法就是在霜冻发生的前一天灌水，这样起到良好的保温效果，使土壤降温幅度小。此方法中主要是利用了水的什么特性？ 。
【答案】（1）凝华
（2）只有空气较湿润且当气温骤降时，空气中的水蒸气才会凝华为冰晶——霜
（3）水的比热容大
【解析】考查了物态变化，物质由气态直接变成固态的过程叫做凝华；比热容大的物质，升温慢降温也慢；
【解答】（1）霜是由气态的水蒸气直接凝华而成的小冰晶，所以物态变化是凝华；
（2）条件一、地面的温度迅速降低到0℃以下；条件二：空气较湿润 ；两个条件需要同时满足；
（3）利用了水的比热容大，因为比热容大的物体，升温慢降温也慢，可以在夜间其保暖的作用；
变式1：（2023七上·兰溪期末）“二十四节气”是中华民族几千年智慧的结晶。下列关于节气中物态变化的说法正确的是（ ）
A．“谷雨”，雨是空气中的水蒸气汽化形成的
B．“白露”，露是空气中的小冰晶熔化形成的
C．“霜降”，霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D．“大雪”，雪是空气中的小水珠凝固形成的
【答案】C
【解析】①熔化——物质从固态变成液态的过程，需要吸收热量，内能增加，分为晶体的熔化和非晶体的熔化，晶体熔化时的温度叫做熔点，非晶体没有熔点。
②凝固——物质从液态变成固态的过程，需要放出热量，内能减少，分为晶体的凝固和非晶体的凝固，晶体凝固时的温度叫做凝固点，非晶体没有凝固点。
③汽化——物质从液态变成气态的过程，需要吸收热量，内能增加，有蒸发和沸腾两种形式。蒸发是在任何温度下都能在液体表面发生的缓慢的汽化现象，沸腾是在一定温度下（沸点），在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
④液化——物质从气态变成液态的过程，需要放出热量，内能减少，有降温和压缩两种途径。
⑤升华——物质从固态变成气态的过程，需要吸收热量，内能增加。
⑥凝华——物质从气态变成固态的过程，需要放出热量，内能减少。
针对物质的三态变化，需清楚变化前后的状态，再加以分析。
【解答】A.雨是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故A错误；
B.露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误；
C.霜是空气中的水蒸气遇冷液华形成的小冰晶，故C正确；
D.雪是空气中的水蒸气遇冷液华形成的小冰晶，故D错误；
变式2：（2022七上·滨江期末）“ 赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》深受观众青睐。中华诗词蕴含着丰富的科学知识。以下对诗句中有关物态变化的分析，正确的是（ ）
A．“天街小雨润如酥，草色遥看近却无。”雨的成因之一是液化现象，需吸热
B．“月 落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝华现象，需放热
C．“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”雪的形成是熔化现象，需吸热
D．“庭院深深深几许，云窗雾阁春迟”雾的形成是凝固现象，需放热
【答案】B
【解析】确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。
【解答】A.雨是空气中的水蒸气由气态变成液态发生液化现象形成的，需要放热，故A错误；
B.霜是空气中的水蒸气由气态直接变成固态发生凝华现象形成的，需要放热，故B正确；
C.雪也是空气中的水蒸气由气态直接变成固态发生凝华现象形成的，需要放热，故C错误；
D.雨是空气中的水蒸气由气态变成液态发生液化现象形成的，需要放热，故D错误。
变式3：（2023七上·嘉兴期末）下列自然现象对应的物态变化正确的是（ ）
A．雾的形成属于汽化 B．露的形成属于液化
C．霜的形成属于凝固 D．雪的形成属于熔化
【答案】B
【解析】物质由固态到液态的过程叫熔化；物质由液态到固态的过程叫凝固；物质由液态到气态的过程叫汽化；物质由气态到液态的过程叫液化；物质由固态直接到气态的过程叫凝华；物质由气态直接到固态的过程叫凝华；
【解答】A.雾是空气中的水蒸气液化形成的，A错误；
B.露是空气中的水蒸气液化形成的，B正确；
C.霜是空气中的水蒸气凝华形成的，C错误；
D.雪是空气中的水蒸气凝华形成的，D错误；
1．（2022·浙江杭州·七年级期末）如图甲是登山爱好者在安吉龙王山拍到的雾淞美景。下列事例与雾淞形成的原理相同的是（ ）
A．冬天清晨河面上的白雾 B．夏天狗吐出舌头
C．用久的灯泡内壁变黑 D．衣柜中变小的樟脑丸
【答案】C
【解析】雾凇是空气中水蒸气遇冷凝华形成的。
A．雾是空气中水蒸气遇冷液化形成的，故A不符合题意；
B．夏天狗吐出舌头，利用水汽化吸热的原理，故B不符合题意；
C．灯泡用久了会发黑，这是由于灯丝中的钨在高温下升华为钨蒸气，钨蒸气遇到冷的灯泡内壁时，又在灯的内壁上凝华为固态钨，故C符合题意；
D．衣柜中的樟脑丸变小是由固态变为气态，是升华，故D不符合题意。
2.霜是冬季常见的自然现象，下列有关霜的说法，正确的是( )
A.冬天早晨屋顶看到霜，一定是屋顶的雨水结冰形成的
B.霜和雪是两种不同的物质
C.霜形成时吸热
D.霜是一种凝华现象
【答案】D
【解析】物质由气态直接变成固态叫凝华，据此分析判断。
【解答】空气中的水蒸气在低温条件下迅速放热，由气态直接变成固态发生凝华现象。如果发生在树叶、地面或房顶上，它就是霜；如果发生在空中且落到地面，那么它就是雪，因此二者为同种物质，故A、B、C错误，D正确。
3.下列现象中由于凝华造成的是( )
A.放在厕所里去异味用的芳香球逐渐变小了 B.冻鱼出冷库后比进冷库前重
C.用久了的灯泡的灯丝比新的细 D.碘受热后冒出紫色的蒸气
【答案】B
【解析】物质由气态直接变成固态叫凝华，向外放热，据此分析判断。
A.放在厕所里去异味用的芳香球逐渐变小了，其实是芳香球由固态直接变成气态发生升华现象，故A不合题意；
B.冻鱼出冷库后比进冷库前重，其实是外面的水蒸气在冻鱼表面放热，由气态直接变成固态发生凝华现象而形成了冰，故B符合题意；
C.用久了的灯泡的灯丝比新的细，其实是灯丝受热后，由固态直接变成气态发生升华现象，故C不合题意；
D.碘受热后冒出紫色的蒸气，其实是碘吸热后，由固态直接变成气态发生升华现象，故D不合题意。
4.天津地区一年四季分明，严冬的早晨在窗玻璃上会出现“冰花”。下列说法正确的是( )
A.冰花主要是水凝固形成的 B.冰花主要是水蒸气升华形成的
C.冰花出现在窗玻璃内侧 D.冰花出现在窗玻璃外侧
【答案】C
【解析】物体直接由气态变为固态的过程叫凝华。知道冰花是由空气中的水蒸气遇到比较冷的窗玻璃凝华形成的。
【解答】严冬的早晨在窗玻璃上出现的“冰花”，是室内空气中的水蒸气遇到比较冷的窗玻璃凝华形成的小冰晶，附着在窗玻璃内侧。
5．一种新兴的时尚美食——干冰辅助制作的靓丽美食，在全国各大星级饭店、酒店的菜谱中悄然出现。干冰特有的云雾效果再加上各位高级厨师们的出色手艺，使众多美食家们享受到了一种全新的沁人心脾的时尚美食!如图所示，将干冰投入装水的盘中时，发现水在剧烈“沸腾”，盘面上出现大量“白气”，此“白气”是（ ）
A．干冰升华产生的大量白色二氧化碳气体
B．干冰升华放热使水汽化形成的水蒸气
C．干冰熔化吸热使空气中水蒸气液化形成的小水滴
D．干冰升华吸热使空气中水蒸气液化形成的小水滴
【答案】D
【解析】水蒸气和二氧化碳气体都是无色透明的气体，根据物态变化的知识分析判断。
【解答】干冰从空气中吸收大量的热，由固态直接变成气态发生升华现象，从而变成无色透明的二氧化碳气体。而空气中的水蒸气向外放热，由气体变成液态发生液化现象，从而形成大量的小水珠悬浮在空气中形成“白气”，故D正确，而A、B、C错误。
6．《中国诗词大会》深受观众喜爱，下列诗词中涉及的物态变化现象解释正确的是（ ）
A．风雨送春归，飞雪迎春到——雪是升华形成的
B．不知明镜里，何处得秋霜——霜是凝固形成的
C．露从今夜白，月是故乡明——露是液化形成的
D．岚雾今朝重，江山此地深——雾是汽化形成的
【答案】C
【解析】确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。
【解答】A.雪是空气中的水蒸气放热直接变成固态形成的，属于凝华现象，故A错误；
B.雪是空气中的水蒸气放热直接变成固态形成的，属于凝华现象，故B错误；
C.露是空气中的水蒸气放热变成液态形成的，属于液化现象，故C正确；
D.露是空气中的水蒸气放热变成液态形成的，属于液化现象，故D错误。
7.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
【答案】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。
8．（2023七上·金华期末）如图是降水形成的示意图，其过程为： ①暖湿气流上升；②水蒸 气降温后变成小水珠和小冰晶；③小水珠和小冰晶聚集成云；④ 小水珠和小冰晶变成大水滴，之后就会降水。下列有关解释正确 的是 （ ）
A．①中暖湿气流是由液态水升华而成的
B．②中水蒸气液化变成小水珠和小冰晶
C．③中小水珠和小冰晶聚集成云属物理变化
D．④中小冰晶降落的过程中会熔化放热成水
【答案】C
【解析】由液态到气态是汽化，会吸热；由气态到液态是液化，会放热；由气态到固态是凝华，会放热；由固态到液态是熔化，会吸热；没有新物质产生的变化是物理变化；
【解答】A. ①中暖湿气流是由液态水汽化而成的，错误；
B.②中水蒸气液化变成小水珠，水蒸气凝华变成小冰晶，错误；
C.③中小水珠和小冰晶聚集成云属物理变化，没有新物质的产生，所以正确；
D.④中小冰晶降落的过程中会熔化吸热成水，错误；
9．（2022·浙江杭州·七年级期末）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
【答案】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。
故选D。
10．喷撒“干冰”人工增雨时，干冰 (物态变化名称)， 热量，从而达到降温的目的；北方冬天，室 (填“内”或“外”)玻璃上有时结一层冰花，这是 现象。
【答案】升华；吸收；内；凝华
【解析】确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。
【解答】（1）固态的干冰在空气中吸热，由固态直接变成气态的二氧化碳，从而发生升华现象，从而达到降温的目的。
（2）冰花是空气中的水蒸气迅速放热由气态直接变成固态发生凝华现象形成的。因为水蒸气要放热，因此应该是高温的水蒸气遇到低温的玻璃才行，则冰花通常出现在室外的玻璃上。
11．（2022·浙江舟山·七年级期末）七年级的科学老师在教学《物质的特性》时，为了其中一节课，准备了干冰来进行实物演示，谁知道从网上购买的干冰在冰柜里放了一天就消失了。试问：
（1）干冰（固体）消失，是因为它发生了______（填物态变化名称）。
（2）干冰以前常被用来营造舞台上“烟雾”缭绕的仙境效果，近些年来越多的被用在了各个餐厅的菜品上（如图）。请你解释“烟雾”形成的原因______。
【答案】升华 见解析
【解析】（1）[1]干冰（固体）消失，干冰由固态直接变成气态，属于升华现象。
（2）[2]干冰升华吸热，使周围环境温度下降，干冰与空气中冷的水蒸气液化成小水珠，所以形成“烟雾”缭绕的效果。
12．（2022·浙江台州·七年级期末）2021年10月16日，运载火箭搭载神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射。
（1）火箭点火后，尾部的火焰如果直接喷到发射台上，发射架要熔化。为了保护发射架，在发射台底建一个大水池，让火焰喷到水池中，这是利用了水___________（填物态变化）时要___________（选填“吸热”或“放热”），使周围环境温度不致太高。
（2）6个月后，返回舱返回进入大气层时，会由于和空气高速摩擦而使船体表面温度升高。为了防止烧坏，科学家在返回舱表面涂上一层特殊固态物质（又叫“烧蚀层”），这层物质在高温下发生分解、熔化、蒸发和___________（填物态变化名称）而___________（选填“吸热”或“放热”），从而保证温度不至于升得太高。
【答案】汽化 吸热 升华 吸热
【解析】（1）[1][2]在发射台底建一个大水池，当火焰喷到水中时，水汽化成水蒸气，同时吸收大量的热，从而保护发射塔。
（2）[3][4]火箭头部涂抹的特殊物质在高温下会迅速的熔化、汽化和升华，熔化、汽化和升华要吸热，可以保证火箭的温度不至于过高而被烧坏。
13．小明在观察“碘锤”中碘的物态变化之前，查阅资料得知：酒精灯外焰的温度约为800 ℃，碘的熔点为113.7 ℃。采用图中的两种方式加热，如图甲所示的碘颗粒吸热会 (填物态变化名称，下同)，如图乙所示中的碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会 ；两种方式停止加热后，“碘锤”中的碘蒸气会 。
【答案】升华；熔化；凝华
【解析】（1）甲中的碘在沸水中加热，由于水的沸点低于碘的熔点，因此碘肯定不会熔化，则碘应该是吸热后由固态直接变成气态发生升华现象。乙中的碘用酒精灯加热，由于酒精灯火焰的温度远远高于碘的熔点，因此碘可能会由固态变成液态发生熔化现象，再由液态变成气态发生汽化现象，也可能是由固态直接变成气态发生升华现象。
（2）物质由气态直接变成固态叫凝华。
【解答】（1）采用图中的两种方式加热，如图甲所示的碘颗粒吸热会升华，如图乙所示中的碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会熔化；
（2）两种方式停止加热后，“碘锤”中的碘蒸气会向外放热由气态直接变成固态发生凝华现象。
14．下列两个实验都是为了演示“碘的升华”而设计的。参阅表中几个温度的数据，你认为哪个实验能更好地反映“碘的升华”现象，并说明理由。
实验方案一 实验方案二
在试管内装入碘的固体颗粒，用酒精灯直接加热装有固态碘的试管，发现试管内出现了碘的蒸气 在试管内放少量碘的固体颗粒，塞紧盖子后把试管放入沸水中，发现试管内出现了碘的蒸气
碘的熔点：113.7 ℃ 碘的沸点：184.3 ℃ 水的沸点：100 ℃ 酒精灯火焰：500 ℃左右
你认为实验方案 更好些，你的理由是
【答案】二；酒精灯火焰的温度高于碘的熔点，可能使碘发生熔化，不能说明“碘的升华”；沸水的温度低于碘的熔点，不可能使碘发生熔化
【解析】碘变成蒸汽有两个途径，即固态变成液态，再从液态变成气态，或者有固态直接变成气态。实验方案一中，酒精灯的温度远远高于碘的熔点，即碘可能会熔化。而实验方案二中，沸水的温度只有100℃，低于碘的熔点，那么碘肯定不会熔化，即碘肯定发生了升华现象，据此分析解答。
【解答】我认为实验方案二更好些，理由是：酒精灯火焰的温度高于碘的熔点，可能使碘发生熔化，不能说明“碘的升华”；沸水的温度低于碘的熔点，不可能使碘发生熔化。
15．（2022·浙江杭州·七年级期末）2021年12月9日，小金同学在观看中国航天员太空授课后，了解到“液体表面张力”这一概念，于是在老师的指导下在家中进行了有关实验。
（1）他先在玻璃杯中导入少量水，放入两块干冰，观察到液面上方出现大量白雾，形成白雾的物态变化为___________；
（2）然后他在杯口用沾有洗洁精的细线作出一层水膜，发现水膜逐渐上凸，但不破裂，这里也应用了液体表面张力，此时水膜分子之间主要表现的相互作用力为___________；
（3）完成实验后，小金发现玻璃杯外壁上出现了一层白霜，请用所学知识解释白霜的成因___________。
【答案】液化 引力 见解析
【解析】（1）[1]干冰在水中迅速由固态升华成为气态，同时吸收热量，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。
（2）[2]分子间存在相互作用的引力和斥力，水膜逐渐上凸，但不破裂，此时水膜分子之间主要表现的相互作用力为引力。
（3）[3]白霜是水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶。
16．（2023七上·婺城期末）如图所示，小科将一个气球套在内装适量干冰（固态二氧化碳）的试管口上，他看到气球很快膨胀，并在试管壁上出现许多“白粉”。结合所学的知识对上述现象作出合理的解释。
【答案】气球快速膨胀是由于干冰易升华，可由固体直接转变为气体，由于气体迅速增多，所以气球快速膨胀；试管壁上出现许多“白粉”是由于干冰升华过程中需要吸热，从而使得周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷放热，凝华成固态的“白粉”附着在试管壁上。
【解析】干冰升华是个吸热的过程，凝华是放热的过程。
【解答】干冰在升华的时候吸收的热量，同时使气球的体积变大，升华吸收的热量又能使水蒸气凝华而形成小冰晶，粘在试管的壁上。
故答案为：气球快速膨胀是由于干冰易升华，可由固体直接转变为气体，由于气体迅速增多，所以气球快速膨胀；试管壁上出现许多“白粉”是由于干冰升华过程中需要吸热，从而使得周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷放热，凝华成固态的“白粉”附着在试管壁上。
17．（2022七上·婺城期末）将一个装满干冰（温度远低于0℃的固态二氧化碳）的铁罐置于室温为25℃的桌上，一段时间后观察到铁罐的外壁出现什么现象？打开铁罐盖子，可观察到什么现象？描述以上两个现象并结合所学的知识对产生的现象作出合理的解释。
【答案】解：现象：铁罐的外壁出现一层白霜；罐口冒出大量的“白气”。
解释：铁罐内装有干冰，所以铁罐外壁温度也远低于0℃，周围空气中的水蒸气遇到低温罐壁放热，凝华成小冰晶，附着在罐壁上结成白霜；打开铁罐盖子，干冰迅速升华吸热，使周围空气温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷放热液化成的小水滴，形成“白气”。
【解析】（1）物质由固态变成气态叫升华，升华需要吸热；
（2）物质由气态直接变成固态叫凝华，凝华需要放热；
（3）物质由气态变成液态叫液化，液化需要放热，据此分析解答。
18．（2022七上·临海期末）在一次实验课上，某同学把一小块干冰（固体二氧化碳）放入水中，立即看到水中产生了大量的气泡，并观察到水面上方出现了浓厚的白雾，好奇的她把手指伸入白雾中，她感觉到手指凉凉的、湿湿的。请根据所学知识解释上述现象。
【答案】把干冰放入水中时，干冰迅速升华变成二氧化碳气体，在水中产生大量气泡；干冰升华时会吸收大量的热量，致使水面上方温度降低，手指感觉到凉凉的；当空气中的水蒸气遇到冷的气体会液化成小水滴，形成了白雾，手指会感觉湿湿的。
【解析】（1）干冰是固态的二氧化碳，物质由固态直接变成气态发生升华现象；升华需要吸热；
（2）物质由气态变成液态叫液化，液化向外放热，据此分析解答。
19．（2022·浙江温州·七年级期末）老师利用图甲装置研究碘的升华和凝华实验。小明发现此实验存在不足，于是将实验进行改进（如图乙）。实验过程中小明观察到了碘晶体升华和凝华的现象，同时发现碘蒸汽在烧瓶底部凝华时温度计示数上升。已知在一标准大气压下，水的沸点是100℃，碘的熔点是114℃，沸点是184℃，酒精灯火焰温度约为400℃。请结合实验目的指出原实验的不足并解释改进后实验的优点，同时说明温度计示数上升的原因。
【答案】见解析
【解析】图甲直接用酒精灯加热，酒精灯火焰温度大于碘的熔点，碘可能先熔化，由固态变成液态，再汽化，由液态变成气态的碘蒸气，不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象，无法实现研究碘的升华和凝华实验；需要改进，由图乙可知，采用水浴法加热，1标准大气压下，烧杯中水的温度最高为100℃，碘达不到熔点，不会发生熔化现象，碘一直处于固态，出现的碘蒸气只能是固态直接变成的，能更好地说明碘的升华；碘蒸气遇冷在烧瓶底部凝华，放出热量，使烧瓶中的水的温度上升，所以温度计示数会上升。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第7节 升华与凝华
考点一、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。
典例1：某物理兴趣小组在学习物态变化知识时做了如下实验：
（1）如图甲所示，在密封的碘锤内放入适量的碘颗粒：将碘锤在热水中加热。你会看到瓶内出现 ，而碘晶粒逐渐消失；将碘锤从热水中拿出，在瓶上方的凹槽内滴几滴水，过一会儿在瓶壁上方出现很多紫色碘颗粒，是由于 。
（2）接着他们利用干冰做了相关实验：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”，如图乙所示。水面上的大量“白气”是 (填“水蒸气”“液态水”或“二氧化碳气体”)，气泡的主要成分是 (填“白气”“二氧化碳气体”或“水蒸气”)，此实验中杯中水温会 (填“上升”“下降”或“不变”)。
变式1：物质M通过吸、放热，出现三种不同物态，如图所示，则从乙到丙发生的物态变化是（ ）
A．升华 B．凝华 C．液化 D．凝固
变式2：（2023七上·长兴期末）如图所示是小科同学在探究物态变化时做的两个实验。
（1）图甲是小科在杯中放入适量温水，然后放入一小块干冰(固态二氧化碳)，观察到水中有大量气泡产生，同时水面上有大量白雾。其中气泡是由 形成的，白雾是由 形成的。
（2）将碘锤放入热水中，观察到固态碘逐渐消失，变为紫色的碘蒸气并充满试管。
小科猜想：固态碘是先变成液体，再变成气体，因为速度太快，液态碘出现的时间太短，因而没有观察到。已知碘的熔点是113.5℃。请你分析小科的猜想是否正确并说明原因。 。
变式3：小明看到家中日光灯管的两端各有一圈黑色，从外面擦怎么也擦不掉，他觉得奇怪，于是向爸爸请教，爸爸让他在一支长试管内装入少量的碘粉，塞上底部悬挂了少量棉线的橡皮塞，用酒精灯慢慢加热，如图甲所示。
（1）加热时小明看到碘粉没有熔化就有紫色的烟雾升起，这是 (填物态变化名称)过程，同时发现棉线上好像下了紫色的霜。
（2）一段时间后，小明看到离试管底一段距离处，出现了一圈紫色的堆积物，并且时间越长，堆积越多，由此小明推断日光灯管上的黑圈是 (填物态变化名称)形成的。
（3）经过这个探究小明明白了高压电线上凝结的厚冰柱(如图乙所示)经过一个无雨、无雪的寒冷夜晚变粗的原因，下列分析合理的是 。
A．白天温度高电线和冰柱遇热膨胀 B．空气中的水蒸气遇到厚冰柱凝华成了冰
C．空气中的水珠遇到厚冰柱后凝固成冰 D．空气中的二氧化碳遇到厚冰柱变成了干冰
考点二、云、雨、雪、雾、露、霜
（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
典例1：（2022七上·苍南期末）初冬的夜晚，地面的温度迅速降低到0℃以下，在地面或树木、植物的枝叶上出现小晶体（如图），这就是人们常说的“下霜了”；有霜的季节，农作物常被冻坏，人们就说遭受霜冻；实际上，农作物不是因为霜而受冻的，0℃以下的低气温才是真正的“凶手”；当空气干燥时，即使温度降到-20℃~ -10℃，也不会出现霜，此时农作物早被冻坏了；农民们称这种情况为“黑霜”。
请你回答：
（1）霜的形成对应的物态变化名称是 ；
（2）请你根据知文，说明“霜”形成的条件是什么？ ；（3）为了防止霜冻对农作物的危害，农民通常采用覆膜和灌溉法。灌溉法就是在霜冻发生的前一天灌水，这样起到良好的保温效果，使土壤降温幅度小。此方法中主要是利用了水的什么特性？ 。
变式1：（2023七上·兰溪期末）“二十四节气”是中华民族几千年智慧的结晶。下列关于节气中物态变化的说法正确的是（ ）
A．“谷雨”，雨是空气中的水蒸气汽化形成的
B．“白露”，露是空气中的小冰晶熔化形成的
C．“霜降”，霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D．“大雪”，雪是空气中的小水珠凝固形成的
变式2：（2022七上·滨江期末）“ 赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》深受观众青睐。中华诗词蕴含着丰富的科学知识。以下对诗句中有关物态变化的分析，正确的是（ ）
A．“天街小雨润如酥，草色遥看近却无。”雨的成因之一是液化现象，需吸热
B．“月 落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝华现象，需放热
C．“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”雪的形成是熔化现象，需吸热
D．“庭院深深深几许，云窗雾阁春迟”雾的形成是凝固现象，需放热
变式3：（2023七上·嘉兴期末）下列自然现象对应的物态变化正确的是（ ）
A．雾的形成属于汽化 B．露的形成属于液化
C．霜的形成属于凝固 D．雪的形成属于熔化
1．（2022·浙江杭州·七年级期末）如图甲是登山爱好者在安吉龙王山拍到的雾淞美景。下列事例与雾淞形成的原理相同的是（ ）
A．冬天清晨河面上的白雾 B．夏天狗吐出舌头
C．用久的灯泡内壁变黑 D．衣柜中变小的樟脑丸
2.霜是冬季常见的自然现象，下列有关霜的说法，正确的是( )
A.冬天早晨屋顶看到霜，一定是屋顶的雨水结冰形成的
B.霜和雪是两种不同的物质
C.霜形成时吸热
D.霜是一种凝华现象
3.下列现象中由于凝华造成的是( )
A.放在厕所里去异味用的芳香球逐渐变小了 B.冻鱼出冷库后比进冷库前重
C.用久了的灯泡的灯丝比新的细 D.碘受热后冒出紫色的蒸气
4.天津地区一年四季分明，严冬的早晨在窗玻璃上会出现“冰花”。下列说法正确的是( )
A.冰花主要是水凝固形成的 B.冰花主要是水蒸气升华形成的
C.冰花出现在窗玻璃内侧 D.冰花出现在窗玻璃外侧
5．一种新兴的时尚美食——干冰辅助制作的靓丽美食，在全国各大星级饭店、酒店的菜谱中悄然出现。干冰特有的云雾效果再加上各位高级厨师们的出色手艺，使众多美食家们享受到了一种全新的沁人心脾的时尚美食!如图所示，将干冰投入装水的盘中时，发现水在剧烈“沸腾”，盘面上出现大量“白气”，此“白气”是（ ）
A．干冰升华产生的大量白色二氧化碳气体
B．干冰升华放热使水汽化形成的水蒸气
C．干冰熔化吸热使空气中水蒸气液化形成的小水滴
D．干冰升华吸热使空气中水蒸气液化形成的小水滴
6．《中国诗词大会》深受观众喜爱，下列诗词中涉及的物态变化现象解释正确的是（ ）
A．风雨送春归，飞雪迎春到——雪是升华形成的
B．不知明镜里，何处得秋霜——霜是凝固形成的
C．露从今夜白，月是故乡明——露是液化形成的
D．岚雾今朝重，江山此地深——雾是汽化形成的
7.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
8．（2023七上·金华期末）如图是降水形成的示意图，其过程为： ①暖湿气流上升；②水蒸 气降温后变成小水珠和小冰晶；③小水珠和小冰晶聚集成云；④ 小水珠和小冰晶变成大水滴，之后就会降水。下列有关解释正确 的是 （ ）
A．①中暖湿气流是由液态水升华而成的
B．②中水蒸气液化变成小水珠和小冰晶
C．③中小水珠和小冰晶聚集成云属物理变化
D．④中小冰晶降落的过程中会熔化放热成水
9．（2022·浙江杭州·七年级期末）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
10．喷撒“干冰”人工增雨时，干冰 (物态变化名称)， 热量，从而达到降温的目的；北方冬天，室 (填“内”或“外”)玻璃上有时结一层冰花，这是 现象。
11．（2022·浙江舟山·七年级期末）七年级的科学老师在教学《物质的特性》时，为了其中一节课，准备了干冰来进行实物演示，谁知道从网上购买的干冰在冰柜里放了一天就消失了。试问：
（1）干冰（固体）消失，是因为它发生了______（填物态变化名称）。
（2）干冰以前常被用来营造舞台上“烟雾”缭绕的仙境效果，近些年来越多的被用在了各个餐厅的菜品上（如图）。请你解释“烟雾”形成的原因______。
12．（2022·浙江台州·七年级期末）2021年10月16日，运载火箭搭载神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射。
（1）火箭点火后，尾部的火焰如果直接喷到发射台上，发射架要熔化。为了保护发射架，在发射台底建一个大水池，让火焰喷到水池中，这是利用了水___________（填物态变化）时要___________（选填“吸热”或“放热”），使周围环境温度不致太高。
（2）6个月后，返回舱返回进入大气层时，会由于和空气高速摩擦而使船体表面温度升高。为了防止烧坏，科学家在返回舱表面涂上一层特殊固态物质（又叫“烧蚀层”），这层物质在高温下发生分解、熔化、蒸发和___________（填物态变化名称）而___________（选填“吸热”或“放热”），从而保证温度不至于升得太高。
13．小明在观察“碘锤”中碘的物态变化之前，查阅资料得知：酒精灯外焰的温度约为800 ℃，碘的熔点为113.7 ℃。采用图中的两种方式加热，如图甲所示的碘颗粒吸热会 (填物态变化名称，下同)，如图乙所示中的碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会 ；两种方式停止加热后，“碘锤”中的碘蒸气会 。
14．下列两个实验都是为了演示“碘的升华”而设计的。参阅表中几个温度的数据，你认为哪个实验能更好地反映“碘的升华”现象，并说明理由。
实验方案一 实验方案二
在试管内装入碘的固体颗粒，用酒精灯直接加热装有固态碘的试管，发现试管内出现了碘的蒸气 在试管内放少量碘的固体颗粒，塞紧盖子后把试管放入沸水中，发现试管内出现了碘的蒸气
碘的熔点：113.7 ℃ 碘的沸点：184.3 ℃ 水的沸点：100 ℃ 酒精灯火焰：500 ℃左右
你认为实验方案 更好些，你的理由是
15．（2022·浙江杭州·七年级期末）2021年12月9日，小金同学在观看中国航天员太空授课后，了解到“液体表面张力”这一概念，于是在老师的指导下在家中进行了有关实验。
（1）他先在玻璃杯中导入少量水，放入两块干冰，观察到液面上方出现大量白雾，形成白雾的物态变化为___________；
（2）然后他在杯口用沾有洗洁精的细线作出一层水膜，发现水膜逐渐上凸，但不破裂，这里也应用了液体表面张力，此时水膜分子之间主要表现的相互作用力为___________；
（3）完成实验后，小金发现玻璃杯外壁上出现了一层白霜，请用所学知识解释白霜的成因___________。
16．（2023七上·婺城期末）如图所示，小科将一个气球套在内装适量干冰（固态二氧化碳）的试管口上，他看到气球很快膨胀，并在试管壁上出现许多“白粉”。结合所学的知识对上述现象作出合理的解释。
17．（2022七上·婺城期末）将一个装满干冰（温度远低于0℃的固态二氧化碳）的铁罐置于室温为25℃的桌上，一段时间后观察到铁罐的外壁出现什么现象？打开铁罐盖子，可观察到什么现象？描述以上两个现象并结合所学的知识对产生的现象作出合理的解释。
18．（2022七上·临海期末）在一次实验课上，某同学把一小块干冰（固体二氧化碳）放入水中，立即看到水中产生了大量的气泡，并观察到水面上方出现了浓厚的白雾，好奇的她把手指伸入白雾中，她感觉到手指凉凉的、湿湿的。请根据所学知识解释上述现象。
19．（2022·浙江温州·七年级期末）老师利用图甲装置研究碘的升华和凝华实验。小明发现此实验存在不足，于是将实验进行改进（如图乙）。实验过程中小明观察到了碘晶体升华和凝华的现象，同时发现碘蒸汽在烧瓶底部凝华时温度计示数上升。已知在一标准大气压下，水的沸点是100℃，碘的熔点是114℃，沸点是184℃，酒精灯火焰温度约为400℃。请结合实验目的指出原实验的不足并解释改进后实验的优点，同时说明温度计示数上升的原因。
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