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1、2.4固体【学习目标】.知道晶体和非晶体的特点及区分方法.1 ,知道单晶体和多晶体的区别.2 .了解晶体的微观结构.【知识梳理】一、晶体和非晶体1 .固体可以分为晶体和非晶体两类.晶体又可以分为单晶体与多晶体.2 .石英、云母、明矶、食盐、硫酸铜、味精等是晶体,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.3 .非晶体没有规则的外形.物理性质:a.没有确定的熔化温度;b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性.4 .晶体单晶体:有天然的规则的几何形状a.有确定的熔点;b.导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性.多晶体:没有规则的几何形状&有确定的熔点;b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向
2、同性.5 .单晶体、多晶体及非晶体的异同比较分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单 晶 体组成晶体的物质微粒(原 子、分子、离子)在空间 按一定规则排列空 间点阵有天然、规则 的几何形状各向异性有确定的熔点多 晶 体由无数的晶体微粒(小晶 粒)无规则排列组成没有天然、规 则的几何形 状各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度.对单晶体的各向异性的理解单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性 能时,测试结果不同.通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等.单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性
3、质上表现出各向异性,举例如下:云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性一沿不同方向传热的快慢不同.方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性沿不同方向电阻率不同.立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性沿不同方向的弹性不同.方解石晶体在光的折射上表现出各向异性一沿不同方向的折射率不同.6 .判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法(1)区分晶体与非晶体的方法:看其有无确定的熔点,晶体具有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔化温 度.仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体.(2)区分单晶体和多晶体的方法:看其是否具有各向异性,单晶体某些物理性质表现出各向异性,而多晶 体表现出各
4、向同性.二、晶体的微观结构.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性.1 .有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体.那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布, 例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石.2 .同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现.有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体.3 .对晶体的微观解释对单晶体各向异性的解释图1为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.在沿不同方向所画的等长线段A3、AC、AO上物质微粒 的数目不同.线段A8上物质微粒较多,线段上较少,线段AC上更少,因为在不同方向上物质微粒的 排列情况不同,
5、才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.对晶体具有确定熔点的解释晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被 破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.【随堂演练】一、单选题1. 2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越 研究。他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开,使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度 只有0.34 nm的石墨烯,是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识 判断,下列说法正确的是()石墨的微观结构 石
6、墨幅的微观结构A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体B.石墨是单质,石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D.通过物理变化的方法无法获得石墨烯.下列说法正确的是()A.晶体内部原子按照一定的规则排列。其它分子不能扩散进去B.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等C.若氢气的摩尔质量为密度为。,阿伏加德罗常数为Na,则3的氢气所含原子数为2包5MD.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面,熔化的蜂蜡呈圆形,说明蜂蜡具有各向同性.下列说法中正确的有()A.扩散现象只能发生在气体和液体中B.制作半导体的硅是高纯度的单晶体C.质量和温度相同的冰和水,内能是相同的D.布朗运动是液体分子的运动,它说明液体
7、分子不停地做无规则热运动2 .下列有关物质结构和分子动理论的说法正确的是()A.晶体熔化时吸收的热量转化为分子动能B.多晶体的物理性质各向同性C.布朗运动是液体分子的无规则运动D.分子间距离减小时分子势能一定减小.下列说法错误的是()A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒仍然是晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变3 .下列说法错误的是()A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同
8、方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体二、填空题4 .将蜂蜡分别薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上,用加热到相同温度的相同缝衣针针尖分别接触未涂抹 面,不移动,玻璃片和云母片上的蜂蜡熔化区的形状 (填“相同”或“不相同”),将云母片碾成粉 末,则云母片与云母粉末的晶体结构 (填“相同”或“不相同.在加热条件完全相同的情况下,A、B、C、D四种物质的熔化图象如图所示,由图可知:这四种物质中,是非晶体;这四种物质中,可能是同种物质;这四种物质中,的质量一定比 的质量大。参考答
9、案C【详解】AC.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体,故A错误,C正确;B.石墨、金刚石、碳60、碳纳米管和石墨烯等都是由碳元素构成的单质,它们互为同素异形体,故B错误。D.科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的,故D错误。故选C。1. C【详解】A.晶体内部原子按照一定的规则排列,但原子间存在间隙,其他分子能够扩撒进去,A错误;B.内能与物体的温度、体积等因素有关,相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等,但内能不一定相等.B 错误;C.当氢气的摩尔质量为密度为。,阿伏加德罗常数为Na,则in?的氢气所含原子数为 = 2x 些 Na=2M MC正确;D.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面,熔化的
10、蜂蜡呈圆形,只能说明玻璃片,具有各向同性,D 错误。故选C。2. B【详解】A.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,故A错误;B.晶体管、集成电路的工作性能与材料的微观结构有关,材料内原子的排列不能是杂乱无章的,所以制作 半导体的硅是高纯度的单晶体,故B正确;C.由于0的冰熔化成。的水需要吸热,所以质量和温度相同的冰和水内能不同,后者内能比前者多, 故c错误;D.布朗运动不是液体分子的运动,而是液体分子做无规则运动的反映,故D错误。故选B。3. B【详解】A.晶体熔化时,温度不变,分子的平均动能保持不变,所以吸收的热量转化为分子势能,则A错误;B.多晶体的物理性质各向同性,所以B正确;C.布
11、朗运动是固体小颗粒的无规则运动,所以C错误;D.分子间距离减小时分子势能不一定减小,当分子间距离小于与时,分子力为斥力,随分子间距离的减小, 分子势能增大,所以D错误;故选Bo4. D【详解】A.将一块晶体敲碎后,物理性质和化学性质都没有变化,得到的小颗粒仍然是晶体,故A正确;B.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体有各向异性,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质,故B正 确;C.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体,例如天然石英是晶体, 熔融过程中的石英是非晶体,故c正确;D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,但内能增加,故D错误。故选DoA【详解】
12、A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒还是晶体,A错误,符合题意;B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上各向异性,具有不同的光学性质,B正确,不 符合题意;C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,例如石墨和金刚石,C正 确,不符合题意;D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体,例如天然石英是晶体, 熔融的石英后却是非晶体;把晶体硫加热熔化,到入冷水中,会变成柔软的非晶体硫,再经一些时间又会 转变成晶体硫,D正确,不符合题意。故选Ao不相同 相同【详解】川玻璃片的导热性能是各向同性的,云母片的导热性能是各向异性的,所以蜂蜡熔化区的形状是不同的。2云母片与云母粉末的晶体结构与云母的形状无关。所以云母片与云母粉末的晶体结构是相同的。5. B AC C A【详解】由题图可知:A、C、D三种物质都是晶体,因为它们都有固定的熔点,B是非晶体,因为它没有固定 的熔点;(2)2A、C的熔点相同,都高于D的熔点.由于熔点是物质的特性之一,不同的物质的熔点一般不相同,同种物质的熔点相同,由此可知:A、C可能是同种物质;在加热条件相同的情况下,随着时间的延长,C升温较慢且熔化所需时间较长,由此可知:C的质 量大于A的质量。