3.4 升华和凝华(知识点梳理+闯关全练+能力提升全练+直击中考）

第三章 物态变化
第4节 升华和凝华
教材知识全解
知识点一 升华和凝华
1.升华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华；物质在升华时要吸收热量（如图3-4-1）。
2.凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫凝华；凝华是升华的逆过程，物质在凝华时要放出热量（如图3-4-2）。
例1 （2018河南平顶山宝丰五校联考）小明设计了一种灭火弹，弹内装有干冰（固态二氧化碳），将灭火弹投入火场，外壳破裂，干冰迅速_________（填物态变化名称）变成二氧化碳气体，并从周围________热，实现快速灭火。
解析 灭火弹中的干冰在外壳破裂后会迅速升华变为气态，在升华的过程中，吸收热量，从而起到降温作用，实现快速灭火。
答案 升华 吸
知识点二 水循环
1.自然界中水的循环，如图3-4-3所示。
2.用物态变化解释雨、云、雾、露、霜、雪、冰雹的成因
自然现象
成因
物态变化名称
雨
当云层中由水蒸气液化形成的小水珠合并成大水珠落下来时，便形成雨
液化
云
太阳照到地面上，温度升高，含有水蒸气的高温空气上升到空中，在上升过程中，空气逐渐冷却，水蒸气液化成小水珠或凝华成小冰晶，便形成云
液化、凝华
雾
水蒸气在空气中遇到冷空气液化成小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，在地面附近称为雾
液化
露
在天气较热的早晨，空气中的水蒸气遇到温度较低的树叶花草等，液化成为小水珠附着在它们的表面上
液化
霜、雪
霜是水蒸气在地表遇到0℃以下的物体时，直接凝华为小冰晶。如果高空的温度为0℃以下，水蒸气直接凝华成小冰晶，这些冰晶聚集起来，水便以雪的形式降回地面
凝华
冰雹
冰雹是体积较大的冰球，云中的水珠被上升气流带到气温低于0℃的高空，凝固成小冰珠。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，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，结合成较大的冰珠。当上升气流托不住它时，冰珠就落到地面上，形成冰雹
熔化、凝固
例2（2018山东滨州中考） 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，关于水的三态变化分析错误的是（ ）
A.阳光晒暖了海洋，海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中
B.高空中水蒸气遇冷液化成小水滴，相互聚集结成大水滴下降成为雨
C.冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝固成小冰晶，小冰晶聚集变成雪花飘满大地
D.雪花熔化成水，和其他降水一样，汇入江河，又注入大海
解析 阳光晒暖了海洋，海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中，是汽化现象，故A正确；高空中温度高的水蒸气遇冷液化成小水滴，小水滴相互聚集结成大水滴下降成为雨，故B正确；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝华成小冰晶，小冰晶聚集变成雪花飘满大地，故C错误；固态的雪花熔化成液态的水，和其他降水一样，汇入江河，又注入大海，故D正确。
答案 C
基础闯关全练
知识点一 升华和凝华
1.据新闻报道，2018年1月25日，黑龙江漠河最低气温达 - 45℃，北极边防派出所官兵的睫毛和脸上都是冰霜，如图3-4-1所示，但他们依然坚守在第一线，保护着我们的平安。“冰花战士”睫毛和脸上的“冰霜”的形成属于下列哪种物态变化（ ）
A.凝固 B.升华 C.液化 D凝华
2.如图3-4-2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紫色的碘蒸气，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有明显升高，这是因为后一个物态变化中会___________热量。
知识点二 水循环
3.（2018山东枣庄台儿庄期中）水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。在图3-4-3中空白括弧内的横线上仿例子填空，完整说明水的三态之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系。
能力提升全练
一、选择题
1.（2019山东德州中考）毛泽东诗词“千里冰封，万里雪飘”描绘了冬季中华大地的北国风光。图中与“雪”的形成物态变化相同的是（ ）
2.如图3-4-4，在旧社会每逢干旱人们便会把希望寄托在“半仙”身上，来实现所谓的“呼风唤雨”。如今我们已经可以用“人工降雨”来把它变成现实了。在空中喷撒干冰是“人工降雨”的一种方法。关于“人工降雨”下列说法错误的是（ ）
A.干冰升华吸热，使周围空气温度骤降
B.空气中的小水滴变成小冰粒是凝固过程
C.空气中的水蒸气变成小冰粒是凝华过程
D.“人工降雨”中降落下来的雨水是干冰熔化成的
二、填空题
3.在图3-4-5中A、B、C、D、E、F分别表示一种物态变化，下列几种物态变化现象中:①夏天，晾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“白气”；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，教室窗玻璃的内表面上有一层冰花；⑥北方寒冷的冬天，雪人“变矮”了。属于F物态变化的现象是_____（填写序号）；属于B物态变化的现象是________（填写序号）；B物态变化过程要______（选填“吸热”或“放热”）
三、简答题
4.（2018山西太原期中）2017年1月，太原市下起了鹅毛大雪，气温骤降，第二天，我们在小红家的窗玻璃上拍到了美丽的“冰花”，如图3-4-6所示，请你说出美丽的“冰花”是在窗玻璃的哪一侧形成的，并解释其形成的原因。
直击中考
1.（2018湖北鄂州五校联考）如图3-4-7所示，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。关于该现象说法错误的是（ ）
A.食盐可以降低冰的熔点
B.易拉罐底部的霜是瓶内液体渗透过金属壳后凝固形成的
C.罐底的白霜是空气中的水蒸气凝华形成的
D.在易拉罐底部直接形成霜而不是形成露水，是因为瓶底温度太低
2.（2017新疆乌鲁木齐期末）夏天刚从冰箱中拿出来的硬邦邦的冰棒，常粘着一些白花花的“粉”，剥开包装纸就看到冰棒直冒“白气”，其中“粉”的形成是_________现象（填物态变化的名称）；“白气”的形成是___________（填物态变化的名称）。
3.（2018北京中国人民大学附中期中）如图3-4-8所示，晓梅将气球套在盛有适量干冰（固态二氧化碳）的试管口上，很快看到干冰变小，而气球膨胀，且管内无液体产生，此时发生的物态变化是干冰____________（选填“升华”或“凝华”），发生此物态变化需要________（选填“吸热”或“放热”），从而使得周围温度_________（选填“升高”或“降低”）。
4.（2017福建泉州模拟）如图3-4-9所示的“冰火花”是一种新型的液体降温材料，把它喷在人的皮肤上，会迅速凝成9℃的固态凝胶，几秒钟后又消失不见了，在皮肤上不留黏黏的感觉，使人感到凉爽。请分析:（1）上述过程包含的物态变化；（2）“冰火花”使人感到凉爽的原因。
5.（2019四川绵阳中考）二氧化碳气体被压缩、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体，俗称干冰。干冰被抛到空中，会迅速变为气体，促使其周围水蒸气凝结成水滴或小冰晶，实现人工降雨。下列关于上述描述中包含的物态变化的说法，正确的是（ ）
A.二氧化碳气体变成干冰，是凝华 B.水蒸气凝结成水，是凝固
C.干冰变成二氧化碳气体，放出热量 D.水蒸气凝结成小冰晶，吸收热量
6.（2018重庆中考A卷）“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会》，深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是（ ）
A.“雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白。”雾凇的形成是升华现象
B.“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。”霜的形成是凝固现象
C.“青青园中葵，朝露待日晞。”露的形成是汽化现象
D.“腾蛇乘雾，终为土灰。”雾的形成是液化现象
7.（2018四川达州中考）阳光照射下，海洋、陆地上的水会不断地________成水蒸气；夜间气温降低时，水蒸气会________成小水珠，附着在空气中的浮尘上，形成了雾。冬天，夜晚气温如迅速降到0℃以下，你家窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气________而成的（均填物态变化名称）。这层冰花在你家窗户玻璃的___________（选填“内侧”或“外侧”）。
8.（2019山东烟台中考）如图3-4-10是小红做“观察碘升华”的实验装置。
她的操作是：在烧杯中放少量的碘，烧杯口放一只装有冷水的烧瓶，用酒精灯给烧杯加热。
标准大气压下部分物质的熔点（凝固点）沸点（℃）
物质
水
酒精
煤油
碘
铜
铁
金
熔点（凝固点）
0
-117
-30
113.6
1083
1535
1064
沸点
100
78.5
150
184.25
1360
2750
2500
（1）结合你的探究经历，描述小红观察到的实验现象。
（2）交流评估时，小明查阅了部分物质的熔点、沸点（见表），他发现碘的熔点是113.6℃，碘的沸点是184.25℃，酒精灯的火焰温度约400℃，他认为小红所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小红的实验并不能得出碘升华的结论，请你针对小明的质疑，选用上述器材或补充必要的辅助器材设计一个实验，证明碘直接从固态变为气态，写出实验方案并扼要说明。
参考答案及解析
基础闯关全练
1.D 战士上的霜，是水蒸气遇冷凝华而成的。
2.答案 升华 凝华 放出
解析 固态碘变成碘蒸气是升华现象，在升华时需要吸收热量；碘蒸气直接变成碘晶体是凝华现象，在凝华时要放出热量，所以烧瓶内水的温度会升高。
3答案 见解析
解析 由固态的冰直接变成气态的水蒸气的过程属于升华现象，需要吸热。由固态的冰变成液态的水的过程属于熔化现象，需要吸热。由气态的水蒸气变成液态的水的过程属于液化现象，需要放热。
能力提升全练
一、选择题
1.C 雪是由空气中的水蒸气遇冷直接从气态变成固态形成的，是凝华现象。冰冻的衣服变干，冰由固态直接变成气小水滴，属于液；雾是由空气中的水蒸气遇冷凝结成的水蒸气遇冷直接变成的固态小冰晶，属于凝华现象；铁水浇铸成零件，铁由液态变成固态，属于凝固现象，故符合题意的只有C。
2.D 干冰是固态的二氧化碳，很容易升华，干冰在升华过程中吸热，使周围空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴或水蒸气发生凝华现象直接变成小冰粒。空气中的小水滴凝固成小冰粒。冰粒下降过程中熔化变成雨滴，降落到地面就形成了雨。对比分析四个选项的描述，可知D选项说法是错误的。
二、填空题
3.答案 ④⑥ ② 放热
解析 根据六种物态变化的概念，结合图示可知，A为凝华，放热；B为液化，放热；C为汽化，吸热:D为凝固，放热；E为熔化，吸热；F为升华，吸热。而题中列举的6种物态变化现象中:①晾在室外的湿衣服变干了，属于汽化现象；②夏天，揭开冰棒包装纸后会看到冰棒冒“白气”，属于液化现象；③冬天，河面上结了一层冰，属于凝固现象；④放在衣柜里的樟脑丸会越来越小，最后“消失”了，属于升华现象；⑤严冬的深夜，教室窗玻璃的内表面上有一层冰花，属于凝华现象；⑥北方寒冷的冬天，雪人“变矮”了，属于升华现象。故④⑥属于F物态变化的现象，②属于B物态变化的现象，B物态变化过程要放热。
三、简答题
4.答案 “冰花”是在窗玻璃的室内表面上形成的 原因见解析
解析 室内温度较高的水蒸气骤然遇到温度远低于0℃的玻璃，室内空气中的水蒸气在窗玻璃的室内表面上凝华形成小冰晶。
直击中考
1.B 冰中撒盐，降低了冰的熔点，使冰熔化，故A说法正确；罐底的白霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶附在底部形成的，故B说法错误，C说法正确；水蒸气在易拉罐底部直接凝华形成霜，是因为瓶底温度太低，故D说法正确
2.答案 凝华 液化
解析 夏天刚从冰箱中拿出来的硬邦邦的冰棒，温度较低，周围温度较高的水蒸气遇到温度较低的冰棒凝华成小冰晶附着在包装纸上，形成白花花的“粉”；周围温度较高的水蒸气遇冷液化成小水滴，形成“白气”。
3答案 升华 吸热 降低
解析 干冰直接由固态变为气态，发生升华现象；干冰升华要吸收热量，使周围温度降低。
4答案 （1）凝固和升华 （2）见解析
解析 （1）“冰火花”喷在人的皮肤上，迅速凝成9℃的固态凝胶，是由液态变为固态，属于凝固现象；固态凝胶几秒钟后消失不见了，是由固态直接变成气态，属于升华现象。（2）“冰火花”升华过程中需要吸收热量，所以会使人感到凉爽。
5.A 二氧化碳气体变成千冰，由气态直接变成固态，属于凝华，故A正确；水蒸气遇冷凝结成小水滴，由气态变成液态，属于液化，故B错误干冰变成二氧化碳气体，由固态直接变成气态，属于升华，升华吸热，故C错误；水蒸气遇冷凝结成小冰晶，由气态直接变成固态，属于凝华，凝华放热，故D错误
6.D 雾是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的小冰晶，附着在植被表面形成的；霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固态的小冰晶，附着在建筑物或植被表面形成的；露是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴；雾是空气中的水蒸气遇冷液化而时的小水滴，故选D
7.答案 汽化 液化 凝华 内侧
解析 阳光照射下，海洋、陆地上的水会不断地汽化成水蒸气；夜间气温降低时，水蒸气会液化成小水珠，附着在空气中的浮尘上，形成了雾。冬天，夜晚气温如迅速降到0℃以下，窗户的玻璃上会形成一层冰花，这是水蒸气凝华而成的，这层冰花在窗户玻璃的内侧。
8.答案 （1）用酒精灯对烧杯直接加热过程中，在烧杯中会看到紫红色的碘蒸气。
（2）采用的方法是将碘颗粒放在试管中，将试管浸没在正在加热的热水中观察碘状态的变化。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。
解析 物质由固态直接变为气态是升华由气态直接变为固态是凝华；液体沸腾的条件是达到沸点继续吸热。可以将装碘的试管浸入热水中，热水的温度低于碘的熔点、沸点，出现的碘蒸气不会是汽化形成的，只能是升华形成的。