第7节《升华与凝华》重点归纳与精析提升

第7节《升华与凝华》重点归纳与精析提升
【知识梳理】
1．升华：物质从 态直接变成 态的过程。升华时要 热。
2．凝华：物质从 态直接变成 态的过程。凝华时要 热。
【知识广场】
干冰与第一次真正的人工降雨
美国化学家兼物理学家兰茂尔，在1932年获得诺贝尔化学奖后，就和化学家谢弗等人共同进行了人工降雨的研究，当时他们也和其他科学家一样，通过加入各种尘埃微粒进行降雨实验。1946年7月的一天，天气异常炎热，由于实验装置出了故障，装有人工云的电冰箱里的温度一直降不下来，兰茂尔只好临时用固态二氧化碳(干冰)来降温。当他把一块干冰放进冰箱时，奇迹突然出现了：水蒸气立刻凝华成了许多小冰粒，在冰箱里盘旋飞舞，人工云化成了霏霏飘雪。这一奇特现象使兰茂尔明白了“冰晶”的形成是人工降雨的关键，“冰晶”会把云中的水蒸气凝聚在一起，变成雨雪降落下来。1946年8月的一天，兰茂尔和谢弗租了一架飞机进行实验。他们飞入云海，将干冰撒播在云层里，30分钟后开始了降雨。世界上第一次真正的人工降雨获得了成功。
【精选例析】
【例1】　下列描述中属于凝华现象的是 (　　)
A. 春天，花坛里冰雪消融
B. 夏天，草地上露珠晶莹
C. 冬天，树枝上雾凇洁白
D. 秋天，操场上一度大雾弥漫
 能将物态变化与自然现象相结合，才能正确解答此题。冰雪消融是水由固态变成液态，属于熔化；露、雾是地面附近的水蒸气遇冷液化形成的；而雾凇是固态的小冰晶，是水蒸气在地面物体表面遇冷凝华形成的。
判断物态变化现象首先要知道各种物态变化的定义，然后看物体是由什么状态变为了什么状态，根据物态变化的定义来判断。
【例2】　在文艺演出时，常常要制造出弥漫的白雾，演员在其中若隐若现，增添如神话般的效果。只要在舞台上洒干冰(固态的二氧化碳)就能实现该效果，这种白雾实际上是 (　　)
A. 空气中的水蒸气
B. 利用干冰升华吸热，使空气中的水蒸气放热液化而成
C. 干冰升华后产生的二氧化碳气体
D. 利用干冰熔化放热，使空气中的水蒸气遇冷凝华而成
　水蒸气和二氧化碳气体都是无色的，看不见的，白雾是小水珠。干冰吸热会从固态直接变为气态，属于升华；干冰升华时要吸收热量，使干冰周围的空气温度降低，空气中的水蒸气温度降低液化成小水滴，就是看到的白雾。
【例3】俗语说：“霜前冷，雪后寒”，这句话从科学角度分析，最恰当的解释是(　　)
A. 霜形成之前的气温一定比下雪后的气温低
B. 霜形成的温度比雪形成的温度低
C. 霜后的气温一定比霜形成前高，雪后的气温一定比雪前低
D. 霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的，只有天气冷了才有霜，即“霜前冷”；雪熔化或升华需要从空气中吸收热量，故“雪后寒”
【解析】　霜是空气中的水蒸气凝华成的小冰晶，这时要降温，气温足够低才会形成霜，因此“霜前冷”；雪熔化或升华过程中，都要从周围吸热，使周围空气降温，因此“雪后寒”。
【重点归纳】
1．物质三态间的转化关系(如图所示)。
2．云、雨、雾、雪、露、霜等天气变化都是地球上的水发生物态变化形成的。
3．升华和凝华强调的是直接变化过程，中间没有出现液态的过程。
【巩固提升】
1．吉林雾凇仪态万方、独具丰韵，让络绎不绝的中外游客赞不绝口。雾凇和霜的形成过程很相似，都是(　　)
A. 水蒸气液化形成的　 B. 小冰晶升华形成的
C. 小水珠凝固形成的　 D. 水蒸气凝华形成的
2．科学家研发出“激光橡皮”，专门用来去除白纸上的黑色碳粉字迹。在激光照射下，纸上的碳粉直接转化为碳蒸气，字迹消失。下列关于碳粉转化为碳蒸气的物态变化和吸、放热情况，正确的是(　　)
A. 汽化、吸热　 B. 升华、吸热
C. 熔化、放热　 D. 凝华、放热
3．2016年1月，受“霸王级”寒潮的影响，杭州出现了极寒天气。停课在家复习的小周发现窗玻璃上出现了晶莹剔透的冰花。下列关于冰花的说法正确的是(　　)
A. 在窗外侧，由水凝固而成
B. 在窗内侧，由水凝固而成
C. 在窗外侧，由水蒸气凝华而成
D. 在窗内侧，由水蒸气凝华而成
4．下图水的三态之间转化过程所对应的物态变化名称，标注都正确的是(　　)
5．冬天，在暖和的教室内，窗玻璃上会冷得出“汗”。有关这一现象的解释：①“汗”出在玻璃窗上室内的一面；②“汗”出在玻璃窗上室外的一面；③“汗”是水蒸气凝华形成的；④“汗”是水蒸气液化形成的。其中正确的是( )
A. ①④　　B. ①③　 C. ②④　　D. ③④
6．电冰箱是常用的家用电器，小明在使用电冰箱时发现了很多有趣的现象，下列是小明对有关现象的解释，其中不合理的是( )
A. 夏天打开冰箱门，门口的一团白雾——汽化
B. 放在冷冻室里的棒冰包装纸上的霜——凝华
C. 冰冻矿泉水瓶的瓶壁上出现水滴——液化
D. 将水放入冷冻室，水便结成了冰——凝固
7．下列物态变化的过程中，吸收热量的是( )
①春天， 冰雪融化　②夏天， 从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”　③秋天， 清晨出现的雾　
④冬天， 早晨在太阳照射下， 草地上的霜消失
A. ①②　　B. ①④　　C. ②③　　D. ②④
8．在一个标准大气压下，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，测量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 ℃，白霜的生成属于凝华现象
B. 盐使冰的熔点高于0 ℃，白霜的生成属于凝华现象
C. 盐使冰的熔点低于0 ℃，白霜的生成属于凝固现象
D. 盐使冰的熔点高于0 ℃，白霜的生成属于凝固现象
9．请填写物态变化名称及吸热、放热情况。
(1)露的形成：　　　　 　　，　　　　 　　。
(2)冰变成水：　　　 　　　，　　　 　　　。
(3)霜的形成：　　　 　　　，　　 　　　　。
(4)铁水变铁块：　　　 　　　，　　　　 　　。
(5)雾的形成：　　　 　 　　，　　　　　　。
(6)碘变成碘蒸气：　　　　 　　，　　　　 　　。
10．如图所示，将盛有少量冷水的烧瓶放在装有少量碘颗粒的烧杯口处，并将烧杯放在盛有热水的水槽中。不久会观察到烧杯内固态碘减少且出现红棕色的碘蒸气，这是　　　　　　现象；过一会儿还可以观察到烧瓶底部附有少量针状的碘晶体，这是　　　　　　现象，同时烧瓶内水的温度会明显升高，即该物态变化过程中　　　　　　热量。
11．干冰是固态的二氧化碳，温度低于－78.5 ℃。当　　　　　　时，会把周围空气中的　　　　　　，这就是白雾，如果把热水淋在干冰上，这些白雾就十分浓厚，显得云雾缭绕，仿佛仙境一般，但人手若不慎与干冰接触，皮肤上的水就立即变成冰而被干冰黏住，这是很危险的，应立即用水浇淋，直到皮肤与干冰分离为止。去年春夏之间，某地区出现旱灾，为了缓和旱情，人们多次实施人工降雨，用炮弹把干冰发射到高空，干冰在云层中散开，很快变为气体，使高空中的　　　　　　，这些冰粒逐渐变大、下降，　　　　　　落到地面。
(1)请依次写出上文划线句子涉及的物态变化的名称：　　　　　　、　　　　、　　　　、　　　。
(2)小题(1)中的物态变化属于放热的是　　　　　　、　　　　　　。
(3)水是一种重要的自然资源，我国大部分地方用水很紧张。作为公民，我们都必须养成节约用水的习惯，请你提出一项节约用水的措施：　　　　　　。
12．有霜的季节，农作物常被冻坏，这就是人们常说的遭到霜冻。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，即使温度降低到－20 ℃～－10 ℃，也不会出现霜，但此时农作物早就被冻坏了，农民们称这种情况为“黑霜”。
(1)霜是由水蒸气直接变为小冰晶形成的，对应的物态变化名称是　　　 　　　。
(2)请根据短文，对“霜”形成的条件提出猜想。
猜想：霜的形成条件是　　　　 　　。
(3)某同学为验证上述猜想，做了如下实验：从冰箱取出一些－10 ℃的冰块，放在不锈钢杯子里，一段时间后可看到在杯底出现一些白色的小冰晶(即霜)。你认为该实验能否验证上述猜想，请简要陈述理由。
13．课堂上，老师提供如表所示数据后，要求同学们自己设计、完成实验“用碘来验证物质可以从固态直接变成气态”。按照要求，小明设计实验方案如图甲所示，直接用酒精灯对装有固态碘的密封管加热；小丽设计的实验方案如图乙所示，将装有固态碘的密闭试管放在沸水中加热。
碘的熔点
碘的沸点
酒精灯火焰的温度
114 ℃
184.13 ℃
300 ℃～500 ℃
(1)根据表中信息可知，碘是　　　　　　(填“晶体”或“非晶体”)。
(2)水沸腾时，继续加热，温度　　　　　　(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)小明和小丽按各自的实验方案进行实验，在加热时，都能观察到的现象是　　　　　　。
(4)完成实验后，小明和小丽都各自得出了结论，物质可以从固态直接变成气态。但在展示交流时，小丽对小明同学的结论提出了质疑，认为小明实验中看到的现象可能是固态碘先后经历了　　　　　　和　　　　　　两个物态变化才出现的。
(5)小丽设计的实验方案得出的结论是否可靠？　　　　　　(填“可靠”或“不可靠”)。理由是　　　　　　。
第7节《升华与凝华》重点归纳与精析提升 参考答案
【知识梳理】
1．升华：物质从固态直接变成气态的过程。升华时要吸热。
2．凝华：物质从气态直接变成固态的过程。凝华时要放热。
【精选例析】
【例1】答案C
【例2】答案B
【例3】答案D
【巩固提升】
1． (D) 2． (B) 3． (D) 4． (C) 5． (A)
6． (A)
7． (B)
8． (A)
9． (1)露的形成：液化，放热。(2)冰变成水：熔化，吸热。
(3)霜的形成：凝华，放热。 (4)铁水变铁块：凝固，放热。
(5)雾的形成：液化，放热。 (6)碘变成碘蒸气：升华，吸热。
10．如升华现象；凝华现象，放出热量。
11．干当干冰遇热直接变成气体时，水蒸气变成小水珠，水蒸气变成小冰粒，冰粒遇到暖气就变为雨点落到地面。
(1)升华、液化、凝华、熔化。
(2)液化、凝华。
(3)水要一水多用，如用洗菜的水来浇花等。
12． (1)凝华。
(2)空气湿润和气温在0_℃以下。
(3)【答】　不能，因为没有进行干燥空气和湿润空气的对比实验，所以不能确定空气干燥时是否会形成霜。
【解析】　(1)霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的小冰晶，附着在植被表面。(2)根据文中的“当空气干燥时，即使温度降低到－20～－10 ℃，也不会出现霜。”可知，霜的形成条件是空气湿润且温度在0 ℃以下。
13．(1)晶体(填“晶体”或“非晶体”)。(2)不变(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)小有(紫色的)碘蒸气生成。(4)熔化和汽化(沸腾)
(5)可靠(填“可靠”或“不可靠”)。理由是水的沸点比碘的熔点、沸点都低，加热时，碘不会熔化、沸腾。
【解析】　(1)从表中数据可知，碘的熔点是114 ℃，所以碘是晶体。(2)水沸腾时温度一直保持在沸点，不发生变化。(3)小明和小丽按各自的实验方案进行实验，当加热到一定的温度，温度较高时，碘发生升华，此时可观察到有(紫色的)碘蒸气生成。(4)酒精灯火焰的温度在300 ℃～500 ℃，小明设计的实验方案用酒精灯直接加热密封管，温度无法控制。当碘温度达到114 ℃，则会熔化；当碘温度达到184.13 ℃时，又会沸腾，故不能确定碘是直接由固态变为气态(升华)还是由固态变为液态(熔化)，再由液态变为气态(汽化或沸腾)。(5)小丽设计的实验方案中，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，因此更合理反映碘升华的是小丽设计的实验方案。