3.4 升华和凝华（教学设计）-【上好课】八年级物理上册同步备课系列（人教版）.docx

1、 3.4 升华和凝华（教学设计）年级八年级 授课时间课题 第4节 升华和凝华教学目标1. 通过观察碘的升华与凝固实验，了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的。2. 知道升华要吸热，凝华要放热。3. 能用升华和凝华的知识，解释生活中的现象。4. 通过水循环过程中水的三态变化，培养关心环境和节约用水的意识。教材分析升华和凝华现象是学生学习中容易忽略的两种物态变化。尽管升华和凝华现象并不罕见，但不易被学生注意，他们总认为固态和气态之间的变化必须经过液态阶段。因此，教学中应对其足够重视，以帮助学生澄清模糊的认识。教学中应从升华和凝华的现象出发，在让学生进行观察实验的基础上，感知什么是升华，什么是凝华

2、。碘的升华和凝华实验是本节教学的重点，做好实验是关键。由于升华、凝华现象不是学生学习的重点，教材在这里没有过多设计活动内容。碘在常温下稍微受热，就可以升华，碘蒸气稍遇冷，又可以凝华；再加上碘蒸气（夹杂着空气）呈紫红色，便于观察，所以用碘做升华、凝华实验，是一种比较理想的物质。但是碘蒸气有毒，做实验时必须把它封闭起来，以免影响学生的健康。碘的升华与凝华实验已有现成的鼓形或两端封闭的试管形仪器可用，可以用现成仪器向学生展示碘的升华与凝华现象。教材安排了“STS 水循环”栏目，有意识地引导学生关注生活、关注社会，培养其社会责任感。课上可让学生进行交流、讨论，让他们对水资源的保护、开发和利用形成自己的

3、独特见解，从而在实际生活中养成节约用水的良好习惯。教学器材铁架台、烧瓶、酒精灯、细线、碘、新旧灯泡。多媒体ppt，包含视频：碘的升华和凝华、霜、雪、雾凇、冰花等自然现象、人工降雨、干冰等。教师活动学生活动导入新课【提问】北方的冬天温度在0以下，结冰的衣服也会变干。衣服上的冰到哪里去了呢？雾凇是严冬时节经常出现在东北地区的自然现象，它既不是冰也不是雪，它是怎样形成的呢？雾凇 结冰的湿衣服能变干 雾凇 【小结】这些现象的发生都是因为水和水蒸气之间直接发生了转化-升华和凝华，今天学习3.4升华和凝华。根据现象思考原因，进入情景。学习新课 一、升华和凝华1. 观察碘的升华和凝华【学生实验】观察碘的升华

4、和凝华【设计实验】在试管（碘锤）中放入少量碘并盖紧塞子，往烧杯中加入热水，将试管放入烧杯中加热。当试管中充满气体后，将试管取出放在空气中冷却。 放在空气中冷却放在热水中加热提醒学生观察：加热前碘是什么状态的？加热过程中发生了什么变化？停止加热在冷却过程中看到了什么现象？有没有出现液态?冷却过程中有没有出现液态?【进行实验收集证据】 实验现象：盛少量固态碘的试管放入烧杯中加热时，有紫色的碘蒸气产生，无液态的碘出现。停止加热，紫色的碘蒸气逐渐消失，在试管的内壁上附着一层固态的碘粒，无液态碘出现。【分析归纳】试管内固态碘受热时，有紫色的碘蒸气产生，说明变成了气态的碘。当停止加热时，紫色的碘蒸气逐渐消

5、失，在试管的内壁上看到附着一层固态的碘粒，是气态碘又变成了固态的碘。实验过程中没有液态物质出现。结论：固态碘可以直接变成气态碘，气态碘也可以直接变成固态碘。2.升华和凝华（1）升华：物质从固态直接变成气态的过程叫做升华。（2）凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫做凝华。【视频演示】碘的升华和凝华3. 升华吸热、凝华放热【提问】碘升华时要加热,说明升华是一个什么过程?【实验】在烧杯中放一小块干冰，仔细观察，发现什么现象？用手接触烧杯底部，有什么感觉？说明什么问题？ 【分析】发现干冰逐渐变小，并且没有液体产生，说明干冰直接从固态变成了气态，也就是说干冰发生了升华。此时，用手接触烧杯底部，感觉烧杯底

6、部变冷，说明升华的过程需要吸热。【归纳】因为熔化、汽化、升华都是物质从低能量状态到高能量状态，所以都要吸热。（1）结论：升华吸热。【提问】凝华时都要冷却，说明凝华是一个什么过程?【归纳】因为凝固、液化、凝华都是物质从高能量状态到低能量状态，所以都要放热。【实验】在封闭玻璃管里放入碘，先加热使其升华，然后在水中自然放置，会有部分碘蒸汽凝华。测量这个过程前后水温变化，经测量水的温度升高，这说明凝华放热。 （2）结论：凝华放热。【例题1】下列发生物态变化的现象中，属于凝华的是（ A ）A刚出冷库的冻肉比原来重B洒在地板砖上的水不见了C加在饮料中的冰块越来越小D放在衣柜里的樟脑丸变小了【解析】A刚出冷

7、库的冻肉温度很低，空气中的水蒸气遇冷会凝华成固态的小冰晶附着在冻肉上，所以整体重量增加。该选项符合题意。B洒在地板砖上的水不见了属于蒸发现象，该项不符题意。C加在饮料中的冰块变小属于熔化现象，该项不符题意。D放在衣柜里的樟脑丸变小属于升华现象，该项不符题意。【例题2】小明在探究物态变化的实验中，设计了如图甲、乙所示的两种探究“碘的升华”的实验方案。（1）已知酒精灯外焰的温度约510 ，标准大气压下，碘的熔点为113.5 。上述设计中，更合理的方案是_（选填“甲”或“乙”）；（2）为进一步探究此类现象，他用干冰进行了下列实验：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

8、生，同时水面有大量白气，如图丙所示。实验中，水中大量的气泡是由干冰_形成的，水面上大量的白雾是由水蒸气_形成的。【答案】（1）乙；（2）升华，液化。【解析】（1）探究“碘的升华”时，酒精灯外焰的温度约为510，标准大气压下，碘的熔点为113.5，而水的沸点是100，水的沸点低于碘的熔点而酒精外焰的温度高于碘的熔点，所以更合理的是方案乙，可以防止碘发生先熔化后汽化最终变为碘蒸气，更好地观察到碘升华的现象。（2）干冰是固态二氧化碳，向水中放入一小块干冰，干冰发生升华现象，产生大量的二氧化碳气体，所以水中大量的气泡是干冰升华形成的；干冰升华时从周围吸收大量热，使水温迅速下降，水面上大量的白雾是空气中

9、的水蒸气遇冷液化形成的小水滴。设计实验方案、实验过程、重点观察的现象。进行实验。观察加热前、加热时、冷却时的三个过程，碘处于什么物态？加热时有没有出现液态?冷却过程中有没有出现液态?归纳出升华、凝华的概念。观看视频，进一步理解升华、凝华的概念。观察升华吸热实验、分析原因并回答。观察凝华放热实验、分析原因并回答。做题并解析。检查并巩固所学知识。学习新课 二、升华和凝华现象及应用1. 升华现象 【图片展示，提问】衣柜里防虫用的樟脑丸（卫生球），过一段时间会变小，最后不见了。有没有变为液态？发生了什么物态变化？ 寒冷的冬季，冬天冰冻的衣服也会变干。冰是否发生了熔化？发生了什么物态变化？ 【归纳】上述

10、事例，都是冰直接变为水蒸气，发生了升华。2. 凝华现象【图片展示，提问】冬天，寒冷的早上，室外物体上常常挂着一层霜，是怎么形成的？寒冷的冬天，树枝上出现的“雾凇”（俗称冰花、树挂），是怎么形成的？【归纳】上述事例，都是空气中的水蒸气遇冷凝华成的小冰晶（粒状结构沉积物、冰片、冰花等形状）。霜 雾凇 冰花【播放视频】霜、雾凇、冰花的形成【提问】这是一个旧灯泡或旧灯管，请同学们观察一下，与新的灯泡什么不一样？黑色是在内侧还是外侧，是固态还是液态、气态？是不是玻璃变黑的?里面除了玻璃里面还有什么?钨丝为什么到了灯的壁上呢?发生了什么物态变化? 新灯泡 旧灯泡【归纳】白炽灯泡的钨丝在高温下会升华变成钨蒸

11、气，使灯丝变细；钨蒸气遇到灯泡玻璃后又放热凝华变成固态钨附着在玻璃泡上，使内壁变黑，包含了两个过程：升华、凝华。3. 升华、凝华的应用干冰（1）干冰【出示干冰图片】简介干冰及干冰升华吸热的几种应用：实验室获取低温，水果运输中保鲜，人工降雨，制造白雾等。 干冰是在一个大气压下以-78.5 oC存在的固体二氧化碳（CO2），在常温下可以直接变成二氧化碳气体。（2）干冰的特点：容易升华，有致冷作用。（3）干冰的应用冷藏食物：“干冰”熔化时，不会像冰那样变成液体，它直接升华为温度很低的、干燥的二氧化碳气体，因此它的冷藏效果特别好。舞台烟雾 【提问】烟雾是怎样形成的? 烟雾是不是水蒸气?是不是干冰?是什

12、么?是什么物态变化?用我们学过的知识说说其中的道理。请同组或前后组讨论一下。【归纳】舞台上喷出的干冰瞬间升华，从周围吸热，导致温度下降，周围的水蒸气遇冷液化成小水珠或凝华成小冰晶悬浮在空气中，即我们所见到的烟雾。人工降雨【提问】人工降雨就是用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等催化剂，帮助降雨。这个过程发生了怎样的物态变化？【归纳】用高射炮或飞机在天空中撒下干冰或碘化银等等催化剂，它们会升华吸热，使云层中的温度急剧下降，从而使云层中的水蒸气遇冷液化成小水滴，或者直接凝华成小冰晶，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。【视频演示】人工降雨【例题3】随着科技的发展，

13、“呼风唤雨”的神话已成为现实。人工降雨是用飞机在空中喷洒干冰（固态二氧化碳），干冰迅速升华，在这个过程中需要吸收热量（选填“吸收”或“放出”）。周围空气中的水蒸气有的液化成小水滴，有的凝华成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中又熔化成水滴，水滴降落就形成了雨。（除了第二空，其余四空均填物态变化的名称）【解析】在空中喷洒干冰，干冰迅速升华，要吸收热量，空气中的水蒸气遇冷，有的液化成小水滴，有的凝华成小冰粒，冰粒逐渐变大而下落，下落过程中熔化成水滴，水滴降落就形成了雨。思考回答，列举生活中的升华现象。 小组讨论回答，了解一些与凝华有关的自然现象的形成原因。观看视频，进一步理解一些与升华凝华有关的

14、自然现象的形成原因。思考回答，知道这是升华和凝华两种现象。小组进行讨论，代表回答。了解干冰的特点及应用。小组进行讨论舞台烟雾的形成原因，代表回答。观看视频，进一步理解人工降雨包含的物态变化。做题并解析。学习新课 三、水循环【指导学生阅读】水循环1. 水循环与三态变化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。阳光晒暖的海洋，海水吸热蒸发成为水蒸气上升到空中；当水蒸气上升到高空以后，与冷空气接触，水蒸气便液化成为小水滴，大量的小水滴悬浮在高空，就形成了云；小水滴相互聚集，就会凝结成大水滴下降成雨。如果在高空遇到更加更加寒冷的气流，小水滴就会凝固成小冰珠，最后有可能形

15、成冰雹降落到地面；冬天，水蒸气在寒冷的高空急剧降温，从而凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集起来就变成雪花飘落大地。2. 自然界中的水循环示意图3. 地球上的水资源与危机地球表面的70%以上是海洋，虽然地球表面大部分被水覆盖，但是其中海水约占97%，江河湖泊、土壤、岩层和冰川中的淡水仅约占3 % ，而能够供人类直接利用的淡水资源更是仅在淡水资源的0.3%。水资源危机随着社会的发展，技术的进步，人类对水的依赖程度越来越大。除了日常的生活用水以外，工业生产也必须用水，电力、纺织、印染、钢铁、石油、化工以及食品工业等各个领域都需要大量的水资源，农业生产更需要大量的水进行灌溉。随着人口的膨胀和经济的快速增强

16、，水资源已经出现了严重的危机。4. 提高节水意识我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量只是世界平均值的25%，是世界上人均水资源最贫乏的国家之一。全国有一半以上的城市存在不同程度的缺水。请大家思考一下：水资源缺乏是当今世界的一大危机，我们应如何合理地节约用水？我们不仅需要在技术上使用节水器具、优化用水系统的运行，更需要每个人提高节水意识、养成良好的用水习惯，共同保卫我们的蓝色家园。【播放视频】自然界中的水循环【想想议议】水的三种状态分别是冰、水和水蒸气。给图填字，说明它们三者之间转化过程的名称以及吸热、放热的关系。 教师进行矫正。【例题4】我国是严重缺水的国家，水资源人均占有量是世界平均值的2

17、5%，是人均水资源最贫乏的国家之一。了解地球的水循环知识，提高节水意识，培养良好的用水习惯，是我们每个公民的义务和责任。关于地球的水循环，下列说法正确的是（ A ）A. 海水吸热，汽化形成水蒸气B. 水蒸气与冷空气接触，熔化形成小水滴C. 小水滴遇到更寒冷的气流，凝华形成小冰珠D. 小冰珠在降落过程中，液化形成雨水【解析】A. 海水吸热蒸发为水蒸气，是汽化现象，A正确。B.水蒸气与冷空气接触，是液化成小水滴，该说法错误。C.小水滴遇到更寒冷的气流，就会凝固成小冰珠，C错误。D.小冰珠在降落过程中，有可能形成冰雹落到地面，D错误。阅读P65-66水循环，了解水循环的过程与发生的物态变化。知道地球

18、上的水危机，提高节约用水的意识。观看视频，知道水资源缺乏是当今世界的一大危机；知道应如何合理地节约用水。完成填空。做题并解析。1. 在烧瓶里放少量碘，并对烧瓶稍微加热，片刻就能观察到瓶内出现_，停止加热烧瓶内壁又出现_。这两个过程中，前者属于_，需要_热；后者属于_，需要_热。【答案】碘蒸汽，碘颗粒。升华，吸；凝华，放.【解析】对烧瓶里的碘稍微加热，碘会升华为气态的碘蒸汽，停止加热，气态的碘蒸汽又会凝华为固体的碘颗粒。这两个过程中，前者属于升华，需要吸热；后者属于凝华，需要放热。2家用白炽灯泡灯丝正常工作时温度高达2000左右，而用钨丝制造灯丝，这是因为钨的_高。长期使用后，因在高温下钨丝_形

19、成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上_形成固体钨，所以灯泡变黑了。【答案】熔点，升华，凝华.【解析】用钨丝制造灯丝，这是因为钨的熔点高。 长期使用后，因在高温下钨丝升华形成钨的蒸气，钨的蒸气又在冷的灯泡壁上凝华形成固体钨，所以灯泡变黑了。3. 下列现象发生的过程中，属于升华吸收热量的是（ ）A春天，冰雪融化汇成溪流B夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”C秋天，清晨的雾在太阳出来后散去D冬天，室外冰冻的衣服也会干【答案】D【解析】A春天，冰雪融化汇成溪流；是熔化现象，吸收热量。B夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”，是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠，是液化现象，放出热量。C秋天，清晨的雾在

20、太阳出来后散去，是汽化现象，吸收热量。D冬天，室外冰冻的衣服也会干，是升华现象，吸热。4. 下列物态变化相同的一组是（）A B C D【答案】B。【解析】春雾是由空气中的水蒸气遇冷液化而成的；露珠，是空气中的水蒸气遇冷液化而成的小水滴，属于液化现象；霜是空气中的水蒸气遇冷直接凝华而成的小冰晶，属于凝华现象；冬天堆起的雪人变小了，由固态变成了气态，属于升华现象；可见，物态变化相同的一组是。故B符合题意，ACD不符合题意。 所以选B.5. 古诗词是中华文化的精髓，对以下诗句中物态变化的分析正确的是（）A“山明水净夜来霜，数树深红出浅黄。”霜的形成是凝固现象B“露重蝉鸣急，风多鸟宿难。”露的形成过程

21、要吸收热量C“寒雨连江夜入吴，平明送客楚山孤。”雨的形成是凝华现象D“北国风光，千里冰封，万里雪飘。”冰与雪的形成过程都要放出热量 【答案】D。【解析】霜的形成是凝华现象；露的形成是液化现象，要放出热量；雨的形成是液化现象。所以选项ABC都错误。D选项：冰与雪的形成是凝华现象，其过程都要放出热量，所以该选项正确。6. 冬天的早晨，在有人居住的室内窗户上往往会出现冰花，下面说法正确的是（ ）A. 出现在窗户的内侧，由大量水蒸气凝华而成B. 出现在窗户的内侧，由水凝华而成C. 出现在窗的外侧，由大量水蒸气凝华而成D. 出现在窗户外侧，由水凝华而成【答案】A。【解析】“冰花” 是室内空气中的水蒸气遇

22、到比较冷的窗玻璃，由气态直接变为固态的小冰晶，附着在窗玻璃内侧。选项A正确。7 （多选题）如果春季降雨很少，为了缓解旱情，相关工作人员有时会将干冰撒在云层上进行人工降雨，自然界水循环示意图如图所示，以下相关说法中正确的是（）A人工降雨时，撒在云层上的干冰升华吸热，使空气中的水蒸气液化成水滴B水循环示意图中，过程发生的物态变化是液化，同时伴随着吸热过程C水循环示意图中，过程发生的物态变化是液化和凝固，同时伴随着吸热过程D水循环示意图中，过程发生的物态变化是液化和凝华，同时伴随着放热过程【答案】AD。【解析】A干冰即固态的二氧化碳，在常温下，干冰很易升华为气态，此过程中吸热，从而起到降温作用；空气

23、中的水蒸气由于气温低，遇冷后凝华为固体的冰晶或液化为水，落下后形成雨，故A正确；B由图可知，过程是海洋中的水汽化为水蒸气的过程，属于汽化现象，汽化吸热，故B错误；CD由图可知，过程是水蒸气在高空遇冷凝华为固体的冰晶和液化为水，属于凝华和液化现象，该过程放热，故C错误，D正确。 8. 碘锤装置是在密封的玻璃管内装入少量固态碘。（1）小丽同学将碘锤放入热水中，如图甲。玻璃管中固态碘逐渐消失，_（填物态变化的名称）为紫色的碘蒸气并充满玻璃管。（2）小华认为按图乙的方法加热碘锤，实验现象更明显。小丽通过查阅资料得知：标准大气压下碘的熔点是113.5，水的沸点是100，酒精灯的外焰温度可达400以上。小

24、丽认为，若按图乙的方法加热碘锤，碘颗粒吸热除了发生图甲中的物态变化外，还可能会_并且_；（3）将甲图中的碘锤从热水中拿出，再放入凉水中，玻璃管中紫色的碘蒸气逐渐消失，_（填物态变化的名称）为固态的碘，这个过程碘蒸汽需要_热量。【答案】（1）升华；（2）熔化，汽化；（3）凝华，放热。【解析】（1）将碘锤放入热水中，玻璃管中固态碘变为紫色的碘蒸气，所以，此过程的物态变化为升华。（2）直接在酒精灯上加热，当玻璃管温度达到碘的熔点113.5时，固态的碘就会熔化成液态碘，随着玻璃管的温度继续升高，液态碘又会汽化成碘蒸气，所以碘颗粒除了发生图甲中的物态变化外，还可能会发生熔化和汽化。（3）碘锤从热水中拿出

25、，再放入凉水中，玻璃管中的碘蒸气遇冷，放出热量，凝华成固态碘，所以此过程是放出热量。板书设计第4节 升华和凝华一、升华 1. 升华：物质从固态直接变成气态的过程。 2. 升华吸热。 3. 应用：人工降雨、舞台烟雾、食品保鲜等。二、凝华 1. 凝华：物质从气态直接变成固态的过程。 2. 凝华放热。三、水循环 1. 水循环的三部分：蒸发、降水、径流。 2. 雨、雾、露、雪、雹等自然现象的形成。3. 提高节水意识，合理用水。课堂小结凝华：物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。生活中的凝华：霜、雾、雪、冰花等。凝华放热。凝华升华现象：碘的升华、结冰的衣服变干等。升华升华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华。升华吸热：干冰升华过程吸热有制冷作用，可用来 进行人工降雨、舞台烟雾、食品保鲜等。升华和凝华水循环的三部分：蒸发、降水、径流。雨、雾、露、雪、雹等自然现象的形成。提高节水意识，合理用水。水循环作业