第十二章 温度与物态变化
12.4 升华与凝华
1．在下列物态变化的过程中，放出热量的是()
A．初春，河面上的冰雪消融成水
B．秋天，雨后的早晨出现大雾
C．夏天，教室里洒水后空气变得凉爽
D．冬天，晾晒的衣服渐渐变干
2．我国科学家通过自主创新研制的飞机刹车片是一种特殊的碳材料。其主要特性是：硬度几乎不随温度而变化，当温度升高到2000℃时硬度才会适度变小，但不会熔化，温度到3000℃时开始升华。关于这种碳材料的分析，正确的是()
A．发生升华时吸收热量B．熔点是2000℃
C．沸点是3000℃D．凝固点是3000℃
3．下图中，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()
4．下列现象发生的过程中，吸收热量的一组是()
①春天，冰雪熔化汇成溪流②夏天，从冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”③秋天，清晨的雾在太阳出来后散去④冬天，室外地面上出现了霜
A．①②B．②④C．①③D．③④
5．2014年初，千年香格里拉古城惨遭火灾。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____(物态变化名称)成二氧化碳气体，并从周围____热，实现快速灭火。
6．在一个标准大气压下，某同学将碎冰块放入易拉罐中并加入适量的盐，用筷子搅拌大约半分钟，测得易拉罐中冰和盐水混合物的温度低于0℃，同时发现易拉罐的底部外有白霜形成。该白霜的形成是____(填物态变化名称)现象。在此过程中会____(选填“吸收”或“放出”)热量。
7．物理课上，老师设计了这样一个实验：先让学生观察盛有干冰(固态CO2)的容器外壁出现一层白霜的现象，接着学生用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中，令人惊讶的现象出现了：水立刻剧烈“沸腾”起来，内部有大量气泡产生，水面上方出现大量白雾。下列说法正确的是()
A．白霜是凝固现象
B．气泡内主要是水蒸气
C．气泡内主要是二氧化碳气体
D．白雾是水蒸气
8．小明发现，在使用如图所示的装置做碘的升华实验时，很容易造成碘的熔化。
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针对上述不足，小明与他的同学们讨论后将实验进行改进：将装有固态碘的玻璃管放入沸水中，玻璃管中很快就有紫色的碘蒸气产生，并排除了碘熔化的可能性。实验表明在碘升华和熔化时需要____热量。是什么因素影响碘的升华或熔化，你的猜想是____。
9．二氧化碳气体若被加压、降温到一定程度，就会形成白色的像雪一样的固体，这种固体在常温下不经熔化就会直接变成气体，叫干冰。干冰具有很好的致冷作用，可用于人工降雨，这是由于干冰在常温下迅速变为气体，促使水蒸气遇冷凝结成小水滴或小冰晶，从而降雨。上面描述中，含有物态变化，找出并填出相应的物态变化。(例如：冰变成水属于熔化)
(1)___变成___属于___；
(2)___变成___属于___；
(3)__变成___属于___；
(4)__变成___属于____。
10．在西行的列车上，“我们新疆好地方，天山南北好牧场，隔壁沙滩变良田，积雪融化灌农田……”欢快的歌声，把人们带到了美丽的新疆。
(1)天山上的冰雪是一个巨大的天然“冰库”，冰雪熔化时温度____，熔化过程中冰雪需要____热量。
(2)天山雪水灌溉农田时，为了使水资源得到充分利用，常用管道代替沟渠输水。这样做的好处是可以减少输水过程中水的____和____。
(3)新疆是远离大海的内陆地区，遇到干旱时节，当天空乌云密布时，人们用飞机把干冰(固态二氧化碳)撒向天空，实施人工降雨，这是通过干冰____为气体而____热量来实现的。
11．英国科学家研发出一种“激光橡皮”。在激光照射下，纸张上的黑色碳粉直接____(填物态变化名称)为高温碳蒸气，字迹消失。经过特殊冷却装置，高温碳蒸气又直接____(填物态变化名称)成碳粉。这样，废纸和碳粉重新得到了利用，可有效地节约资源并保护环境。
12．如图所示，是反映某种物质三种状态的微观模型。图乙中的物质为____态。某物质由图甲的状态直接变为图丙的状态时，发生的物态变化为____。下列事例中所发生的物态变化与这一过程相同的是____(填序号)。
①固体清香剂用了一段时间后变小；
②打开冰箱冷冻室的门，可看到有“白气”冒出；
③新鲜的蔬菜放置两天后就会变蔫。
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13．把干冰(固态二氧化碳)放入铝罐里一段时间，罐外壁结了一层霜，如图，这层霜是由____经过______这种物态变化形成的。寒冬，坐满人的汽车门窗紧闭，水蒸气液化成小水珠附着在玻璃车窗上，水蒸气变成水珠____
(选填“会吸热”“会放热”或“不会吸热也不放热”)。水珠会出现在车窗的
____(选填“内侧”或“外侧”)。
14．(对应例4)实验室的桌子上有一个敞口的空铁盒。现将铁盒装满温度远低于0℃的干冰(固态二氧化碳)，看到干冰冒出大量的“白气”，铁盒的外壁出现白霜。请解释白霜是怎样形成的？
15．小林做“碘的升华”实验时，用酒精灯直接对放有少量固态碘的碘升华管加热，如图所示。发现碘升华管内出现紫色的碘蒸气。小林认为碘从固态变成了气态，是升华现象。小红查阅资料发现：常压下，碘的熔点为113.60℃，碘的沸点为184.25℃，酒精灯火焰的温度约400℃。根据这些资料，小红认为小林所做的实验中，碘可能经历了由固态到液态再到气态的变化过程，小林的实验并不能得出碘升华的结论。
请针对小红的质疑，设计一个实验，证明碘能从固态直接变为气态。可以选用上述器材或补充必要的辅助器材。写出实验方案并简要说明。
16．(对应例4)夏天，刚从冰箱里拿出来的冰棍上面挂有一层白花花的“粉”；剥去包装纸，冰棍周围冒“白烟”；当把冰棍放在玻璃杯里时，玻璃杯外壁出“汗”，请解释其中的“粉”“白烟”和“汗”各是怎样形成的？
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参考答案
【分层作业】
1．B
【解析】雾是水蒸气液化形成的，该过程放热。
2．A
【解析】“温度升高到2000℃时硬度才会适度变小，但不会熔化”，因此，选项B错误；“温度到3000℃时开始升华”，没有发生沸腾所以3000 ℃即不是沸点也不是凝固点，选项C、D也是错误的。
3．C
【解析】冰变成水，是固态变为液态，是熔化现象；水变成水蒸气，是液态变为气态，是汽化现象；水蒸气变成冰，是气态变为固态，是凝华现象。
4．C
【解析】冰雪熔化由固态变成液态需要吸热；冰箱里面拿出来的饮料罐“出汗”是空气中的水蒸气液化形成的，由气态变成液态要放热；雾散去由液态变成了气态是汽化现象要吸热；霜是凝华现象要放热。
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5．升华吸
6．凝华放出
【解析】霜是固态，水蒸气是气态，由气态直接变为固态是凝华，凝华放热。
7．C
8．吸收碘的温度
【解析】由实验可知，碘升华或熔化时需用酒精灯或沸水加热，故碘在升华和熔化时需要吸收热量。由于用酒精灯和沸水加热时，碘达到的温度不同，故可猜想影响碘的升华或熔化的因素可能是碘的温度。
9．
(1)二氧化碳干冰凝华
(2)干冰二氧化碳升华
(3)水蒸气水液化
(4)水蒸气冰凝华
10．(1)不变吸收
(2)蒸发渗漏
(3)升华吸收
11．升华凝华
12．液升华①
【解析】图乙中分子模型排列无规则，但分子间距较小，故是液态；甲图的分子模型排列有规则分子间距很小，说明是固态；丙图分子模型极度散乱，说明是气态；由固态变为气态是升华现象，固体清香剂用了一段时间后变小，是由固态直接变为气态的过程，所以①相同。“白气”现象是液化现象，故②不相同。新鲜的蔬菜放置两天后就会变蔫是蔬菜中的水分蒸发所致，故③不相同。
13．水蒸气凝华会放热内侧
【解析】干冰很容易升华，升华吸热，使铝罐的温度降得很低，罐外空气中的水蒸气遇到铝罐会凝华成霜附在罐外壁上。寒冬，车内空气中的水蒸气遇到冷的车窗玻璃会液化成水珠附在车窗内侧，液化放热。
14．【答案】干冰温度远低于0℃，铁盒中干冰迅速升华吸热，铁盒温度急剧降低。当铁盒温度低于0℃时，周围空气中的高温水蒸气遇到低温铁盒放热，凝华成小冰晶，形成白霜。
15．【答案】补充器材：大烧杯、水、石棉网、铁架台。
实验方案：向大烧杯中注入适量的水并固定在铁架台上，利用酒精灯隔着石棉网加热至烧杯中的水沸腾，对固态碘进行水浴加热，发现碘升华管内出现紫色碘蒸气，而并未出现液态碘。
常温常压下，水沸腾时的温度为100℃，低于固态碘的熔点，证明紫色碘蒸气是从固态直接变化而来，说明小红观点错误。
16．【答案】“粉”是空气中的水蒸气凝华形成的。“白烟”是空气中的水蒸气液化形成的。“汗”是空气中的水蒸气液化形成的。
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