第三章 物態變化第4節升華和凝華設計說明升華和凝華兩種物態變化不易被學生注意，學生總認為固態、氣態之間的變化必須經過液態階段。因此教學中應從升華和凝華的現象出發，在讓學生進行觀察實驗的基礎上，去感知升華和凝華。對于“水循環”的知識點，可安排學生課下采用多種渠道搜集資料，再結合課本的“STS水循環”欄目，引導學生通過交流、討論讓學生意識到對水資源的保護、開發和利用的重要性。教學目標1.通過碘升華和凝華的實驗，感知理解升華和凝華，以及升華需要吸熱，凝華需要放熱。2.通過自主學習、交流討論，老師引導能用升華和凝華知識解釋生活中的現象。3.通過課下調查、搜集資料，自主學習“STS水循環”欄目，養成探究科學、重視對水資源的保護、開發和利用。教學重點難點1.重點：知道升華、凝華現象及它們各自的吸、放熱情況。2.難點：會分析升華現象和凝華現象。教具學生用：燒瓶、酒精燈、石棉網、鐵架臺、大燒杯、冷水、熱水、橡皮塞、碘。教師用：多媒體。教學過程回顧思考1.物質由固態變為液態的過程叫做________，________要________熱；物質從液態變為固態的過程叫做________，________要________熱。2.物質由液態變成氣態的過程叫做________，________要________熱；物質由氣態變成液態的過程叫做________，________要________熱。3.汽化的兩種方式是________和________；使氣體液化可以采用________和________兩種方法。導入新課1.多媒體導入本節通過教師展示美麗的自然景象，并提出問題引導學生進行思考，在感受美的同時引入新課。畫面1：美麗的霧凇現象。畫面2：冬天清晨，玻璃窗上的冰花。畫面3：冬天早晨，公園里花草樹木上的霜。教師提問：上面美麗的景物，是怎樣形成的？在什么條件下形成的？引導學生從霧凇、冰花和霜的末狀態都是什么，初狀態分別是什么，在什么季節、什么天氣條件下形成等方面進行考慮。教師：根據學生的回答進行總結歸納，三者的初狀態都是氣態，末狀態都是固態，都是在寒冷的季節才會出現。這一節我們就來進行詳細研究。2.問題導入教師提問：物質有哪三種狀態？隨著溫度的變化，物質會在固、液、氣三種狀態之間變化。在前三節我們已經學了哪幾種物態變化？它是吸熱還是放熱？教師根據學生回答板書出物態變化關系圖。物質能不能從固態直接變成氣態或從氣態直接變成固態呢？3.新聞報道引入據報道，在新疆羅布泊沙漠曾發生了一件怪事：當時氣溫約-15 ，沙丘上覆蓋著約510 cm厚的積雪，然而過了約20 min，雪不見了，而腳下卻是干爽的沙地。這一現象令在場的科學考察隊員瞠目結舌。對于這個現象，你認為雪發生了怎樣的狀態變化？帶著這個問題我們進行新課的學習。進行新課探究點一升華和凝華通過前面的學習，我們知道固態和液態之間可以相互轉化，液態和氣態之間也可以相互轉化，那么固態和氣態之間能不能相互轉化呢？下面我們就通過實驗進行驗證。1.演示實驗：碘的升華和凝華。在燒瓶中放少量碘。塞好塞子，搖動燒瓶，讓學生可以聽見碘在瓶中晃動時的聲音。燒瓶中的碘是什么狀態？點撥：碘是固態。固態碘在燒瓶中時間久了會產生氣態的碘，但是非常的緩慢，不易觀察，我們為了加快它的變化該怎么辦？碘的熔點是113.7 ，而酒精燈火焰的溫度可達到500 ，怎樣做才能讓碘在不熔化的情況下做這個實驗呢？學生思考、交流、回答。點撥：應該用熱水加熱，因為水在標準大氣壓下，沸點是100 ，這個溫度碘不會熔化。在燒杯中加入熱水，將燒瓶放在燒杯的水中加熱。等固態碘變為氣體充滿燒瓶后，向學生展示并提出問題：燒瓶底部有沒有液態的碘？燒瓶內部你看到了什么現象？引導歸納：加熱時碘由固態直接變為氣態；沒有出現液態碘，這個過程需吸熱。把燒瓶放入冷水中冷卻，再向學生展示瓶壁和瓶塞上附著的固態碘。提出問題：瓶壁和瓶塞上的固態碘是從哪里來的？是放熱還是吸熱？你判斷的依據是什么？引導歸納：固態的碘能通過熱水加熱變成碘蒸氣，碘蒸氣通過涼水放熱又能變成固態的碘，整個轉化過程中沒有液體出現。我們把物質從固態直接變成氣態的過程叫做升華，升華需要吸熱；物質從氣態直接變成固態的過程叫做凝華，凝華需要放熱。2.分組討論：閱讀教材第64頁，思考教材列舉的凝華和升華的實例，你能描述它們的形成過程嗎？升華吸熱、凝華放熱在生活中有哪些應用？引導歸納：先讓學生相互交流，之后來描述霜、霧凇和冰花的形成過程，教師根據學生的描述情況，適當補充，并總結生活中常見的實例及應用。如下：（1）霧凇、霜、雪、冬天窗戶玻璃上出現的冰花都是凝華現象，凝華時要放熱；冬天冰凍的衣服變干、樟腦丸變小了都是升華現象，升華時要吸熱；燈泡變黑了是燈絲先升華后凝華所致。（2）干冰是固態的二氧化碳，生活中常用干冰在常溫下快速升華成為氣體，并吸收大量熱的特點來降低環境溫度；還可利用其升華吸收大量的熱讓空氣中的水蒸氣液化為大量的小水珠，來營造舞臺“煙霧”的氛圍。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1（2019北京中考）古詩立冬中，有詩句“門盡冷霜能醒骨，窗臨殘照好讀書”。詩中所說的“霜”，其形成過程的物態變化屬于（）A.凝華B.凝固C.汽化D.液化解析：霜是空氣中的水蒸氣遇冷（氣溫0 以下）由氣態直接變成固態形成的，屬于凝華過程。答案：A例2小明看到日光燈管的兩端各有一圈黑色（如圖甲所示），從外面擦怎么也擦不掉，他覺得奇怪，于是向爸爸請教，爸爸讓他在一支長試管內裝入少量的碘粉，塞上底部懸掛了少量棉線的橡皮塞，用酒精燈慢慢加熱，如圖乙所示。甲 乙（1）加熱時小明看到碘粉沒有熔化就有紫色的煙霧升起，這是________過程，需要________熱，同時發現棉線上好像下了紫色的“霜”，這是________過程。（2）一段時間后，小明看到離試管底一段距離處，出現了一圈紫色的堆積物，這是碘________而形成的，并且時間越長，堆積越多。由此小明推斷日光燈管上的黑圈是________形成的。（3）經過這個探究，小明明白了高壓電線上凝結的厚冰柱經過一個無雨、無雪的寒冷夜晚變粗的原因，你認為下列原因分析合理的是（）A.白天溫度高，電線和冰柱遇熱膨脹B.空氣中的水蒸氣遇到厚冰柱變成了冰C.空氣中的水珠遇到厚冰柱后凝固成冰D.空氣中的二氧化碳遇到厚冰柱變成了干冰解析：（1）當加熱碘粉時，碘會直接由固態變成氣態，形成紫色的碘蒸氣，這屬于升華現象，需要吸熱；同時又發現棉線上好像下了紫色的“霜”，這些“霜”是由碘蒸氣直接變成的固體，是凝華過程。（2）紫色的堆積物是碘固體，這是碘蒸氣凝華而形成的。黑圈是鎢固體，是鎢絲經過先升華后凝華形成的。（3）高壓電線上凝結的厚冰柱變粗說明冰加厚了，這是空氣中的水蒸氣遇到冷的冰柱凝華形成冰附著在冰柱上，使冰柱越來越粗，故B選項正確。答案：（1）升華吸凝華（2）凝華鎢絲經過先升華后凝華（3）B探究點二水的循環1.分組討論：閱讀教材第65頁，分享調查的有關資料思考水的三種狀態之間的轉化過程的名稱，以及吸、放熱的情況。引導歸納：水的三態循環如圖所示。2.小組討論：閱讀教材第65頁“科學技術社會”欄目，思考水是怎么在天地之間循環的？我們怎樣從自身做起節約用水？引導歸納：（1）地表上的水吸熱蒸發為水蒸氣上升到空中，與冷空氣接觸，水蒸氣便會液化為小水滴，大量小水滴聚集會下降成為雨；如果遇到更加寒冷的氣流，小水滴就會凝固成小冰珠，可能形成冰雹降落下來；冬天，水蒸氣在高空會急劇降溫，從而凝華為微小的冰晶，冰晶聚集變成雪花降落下來。這些降水落到地表，又會蒸發回到空中，周而復始地循環。（2）節約用水的小方法，如用淘米水洗菜，用洗衣水拖地、沖廁所等。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例3（2019廣西貴港中考）雨、云、雪實質上都是水，只是形態各異罷了。當含有很多水蒸氣的熱空氣升上高空時，水蒸氣的溫度降低變成小水滴或小冰晶，就形成了云。云是空氣中的水蒸氣經過下列哪些物態變化形成的（）A.汽化或升華B.汽化或凝固C.液化或凝華D.液化或凝固解析：由題意知，云是由水蒸氣變成小水滴或小冰晶形成的，水蒸氣變為小水滴，屬于液化；水蒸氣變為小冰晶屬于凝華，故C正確。答案：C課堂小結1.物質從固態直接變成氣態的過程叫做升華。升華需要吸收熱量。2.物質從氣態直接變成固態的過程叫做凝華，凝華放出熱量。3.水的三態循環（如圖）當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.D2.D3.A4.D5.A6.凝華放熱布置作業教材第6667頁“動手動腦學物理”第1至5題。板書設計一、物態變化二、自然界中的水循環教學反思__ __________ ________ _