2.1固体的类型及微观结构 同步练习（word版含解析）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
2.1固体的类型及微观结构 同步练习（解析版）
1．对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　）
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构相同
2．清华大学研究团队成功制备出世界上最长的、单根长度达半米以上的碳纳米管，并在碳纳米管耐疲劳性能研究方面取得重大突破，碳纳米管有着极高的拉伸强度（大于），单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他任何材料，其熔点是已知材料中最高的，下列说法正确的是（　　）
A．碳纳米管是非晶体
B．
C．拉伸强度可用公式表示为，其中为材料拉断时所承受的最大力，为材料原始横截面积
D．若在地球与同步卫星之间搭建一座天梯，碳纳米管是最佳材料
3．以下说法正确的是（ ）
A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C．一滴油酸酒精溶液体积为，在水面上形成的单分子油膜面积为，则油酸分子的直径
D．石墨和金刚石的物理性质不同是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
4．下列说法中正确的有（　　）
A．晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性
B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
C．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
D．天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的
5．关于热平衡，晶体和非晶体下列说法中，不正确的是（　　）
A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值
B．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体
6．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图(b)所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(a)所示，则（　　）
A．甲、乙是非晶体，丙是晶体 B．甲、丙是非晶体，乙是晶体
C．甲、丙是多晶体，乙是晶体 D．甲是晶体，乙是非晶体，丙是单晶体
7．关于石墨与金刚石的区别，下列说法中正确的是（　　）
A．它们是由不同物质微粒组成的两种晶体
B．它们是由同种物质微粒组成但微观结构不同的两种晶体
C．金刚石是晶体，石墨是非晶体
D．金刚石和石墨中碳原子间的作用力强弱相近
8．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）
A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体
B．铜块具有规则的外形，铜一定是单晶体
C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体
D．铜块具有确定的熔点，铜一定是晶体
9．固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有（　　）
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
10．玻璃器皿的制造过程中玻璃液的形成是重要环节，当温度达到1 200 ℃时，大量的气泡分布在玻璃液中，经过一系列工艺后获得澄清的玻璃液，之后可以通过降温到合适温度，然后选择合适大小的玻璃液进行吹泡（即往玻璃液中吹气）制造玻璃器皿，下列与玻璃有关的物理学问题的说法正确的是（　　）
A．因为分子间存在着斥力，所以破碎的玻璃不能简单地拼接在一起
B．玻璃从开始熔化到形成玻璃液的过程中，温度不固定
C．玻璃内部的原子是无序分布的，具有各向异性的特点
D．使1 200 ℃的玻璃液继续升温，可能使其中的气泡减少
E.在真空和高温条件下，可以利用分子扩散在半导体材料中掺入其他元素
11．下列说法中正确的是（　　）
A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B．虽然石英是晶体，但是由石英制成的玻璃却是非晶体
C．普通玻璃是非晶体
D．一块铁虽然是各向同性的，但它是多晶体
12．单晶体具有各向异性是由于（　　）
A．单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同
B．单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
C．单晶体内部结构的无规则性
D．单晶体内部结构的有规则性
13．2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·盖姆和康斯坦丁·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地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，下列说法中正确的是（　　）
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．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
14．固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有（　　）
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
E.图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变
15．下列说法正确的是（　　）
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
B．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
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
16．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”）。
17．根据固体不同的性质将它们分为晶体与非晶体，如果某固体对某个物理量呈现各向异性，则它一定是______；谚语“水缸穿裙子，老天要下雨”指的是盛水的水缸外表面，水面所在的位置往下出现了一层小水珠。形成小水珠时，水液化的速度______（选填“大于”“等于”或“小于”水蒸发的速度。
18．物质的气态、液态和固态在一定条件下可以相互转变。在相互转变的过程中会发生能量交换。晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏空间点阵，分子势能________(填“增加”“减少”或“保持不变”)，分子平均动能________(填“增加”“减少”或“保持不变”)。所以，晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵，吸收的热量主要转化为________(填“分子动能”或“分子势能”)，不断________(填“吸热”或“放热”)，温度________(填“上升”“下降”或“保持不变”)。
19．某人为了检验一块薄片物质是否为晶体，做了一个实验。他以薄片的正中央为坐标原点，建立平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点和，使和到点的距离相等。在和上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在点，发现点和点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。于是得出结论：这块薄片是非晶体。
请说明：以上结论科学吗？为什么？
20．食盐晶体的结构可以用钠离子和氯离子空间分布的示意图表示（如图），图中相邻离子的中心用线连起来了，组成了一个个大小相等的立方体。现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度为外，还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式。
提示：图中最小立方体的个数与离子数目相等。
参考答案
1．A
【详解】
A．晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度保持不变，选项A正确；
B．蜂蜡是非晶体，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母在不同方向导热能力不同，说明云母是晶体，选项B错误；
C．具有各向异性的晶体的物质微粒在空间的排列规则，选项C错误；
D．石墨是多晶体，金刚石是单晶体，组成它们的物质微粒结构不同，使得它们的物理性质不同，选项D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A.碳纳米管是采用石墨烯制成的，是晶体，故A错误；
B.由可知，，故B错误；
C.有拉伸强度的单位可知，拉伸强度应该等于力与面积的比值，故C错误；
D.因为碳纳米管单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他任何材料，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
A．相同质量的氢气与氧气的物质的量不同，所以具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等，A错误；
B．由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强。根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，B错误；
C．一滴油酸溶液的体积为V，则油酸的体积小于V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径小于，C错误；
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同造成的，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．单晶体一定具有各向异性，多晶体和非晶体一定具有各向同性，A错误；
B．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误；
C．晶体熔化时吸收热量，但是温度不变，则分子平均动能一定不变，C错误；
D．天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值，选项A正确，不符合题意；
B．标准状况下冰水混合物的温度为0℃，与0℃的水能达到热平衡，选项B错误，符合题意；
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C正确，不符合题意；
D．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则表现为各向异性，该球一定是单晶体，选项D正确，不符合题意。
故选B。
6．D
【详解】
ABCD．甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲和丙为晶体，乙为非晶体，丙在导热性方面具有各向异性，所以丙是单晶体，甲不具备导热的各项异性，但可能在其他物理性质上具备各项异性，所以甲可能是单晶体也可能是多晶体，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A B C.金刚石、石墨都是由碳原子组成的，只是排列方式不同，导致两种物质物理性质差异很大，但它们都是晶体，故AC错误，B正确；
D. 金刚石结构比较紧密，原子间作用力比石墨原子间作用力大，故D错误；
故选：B。
8．CD
【详解】
A．根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体，无法用来鉴别晶体和非晶体，A错误；
B．铜块具有规则的外形，是在铸造过程中人为的，不是自然形成的，不能说明铜块是单晶体，B错误；
C．固体球在导电性质上表现为各向异性，则一定是单晶体，C正确；
D．只有晶体才具有固定的熔点，因此具有固定熔点的铜是晶体，D正确；
故选CD。
9．ABD
【详解】
A．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，A正确；
B．固体甲若是多晶体，则没有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，B正确；
C．在热传导方面固体甲若是多晶体，表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，C错误；
D．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，D正确。
故选ABD。
10．BDE
【详解】
A．破碎的玻璃不能拼接在一起，是因为分子间距达不到分子作用力的范围，故A错误；
B．玻璃是非晶体，熔化时无固定温度，故B正确；
C．玻璃是非晶体，玻璃内部的原子是无序排列的，具有各向同性的特点，故C错误；
D．温度继续升高，气泡内气体升温，膨胀，气体的密度变小，上浮，从玻璃液中排出，使其中的气泡减少，故D正确；
E．在真空和高温条件下，可以利用分子扩散在半导体材料中掺入其他元素，故E正确。
故选BDE。
11．BCD
【详解】
A．化学成分相同的物质微粒可能形成不同的空间结构，从而可生成多种晶体，如石墨和金刚石，故A错误；
BC．石英是晶体，而石英制成的玻璃却是非晶体，晶体与非晶体之间是可以互相转化的，故BC正确；
D．金属是多晶体，故D正确。
故选BCD。
12．AD
【详解】
组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上物理性质的不同。
故选AD。
13．CD
【详解】
ABC．晶体分子在空间分布具有规则性，故石墨、石墨烯都是晶体，也都是单质，故选项C正确，选项AB错误；
D．获取石墨烯的方法为物理方法，故选项D正确；
故选CD。
14．ABD
【详解】
A．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；
B．固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；
C．在热传导方面固体甲若是多晶体，则一定不表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；
D．固体甲一定是晶体，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体，则固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确；
E．晶体在熔化时温度不变，但由于晶体吸收热量，内能在增大，故E错误。
故选ABD。
15．ABC
【详解】
A．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，A正确；
B．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，例如金刚石和石墨晶体，B正确；
C．在合适的条件下，晶体和非晶体可以相互转化，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体。把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，C正确；
D．在熔化过程中，温度保持不变，但要吸收热量，晶体吸收的热量转化为分子势能，使得内能增大，D错误。
故选ABC。
16．不相同 相同
【详解】
[1]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。
17．晶体 大于
【详解】
[1]晶体和非晶体最大的不同除了熔点的有无外，还在于晶体的各向异向，而非晶体的各向同性。
[2]由于水缸中水的蒸发，水缸外表面的温度低于空气的温度，空气中水蒸气遇冷液化成小滴附在缸的外表面，这个过程必须持续一段时间，才能在缸的外表面看到水珠。
18．增加 保持不变 分子动能 吸热 上升
【详解】
[1] [2]晶体熔化过程中，吸收的热量全部用来破坏空间点阵，增加分子势能，而分子平均动能却保持不变，所以晶体有固定的熔点；[3][4][5]非晶体没有空间点阵，熔化时不需要去破坏空间点阵，吸收的热量主要转化为分子动能，不断吸热，温度就不断上升。
19．不科学，见解析
【详解】
不科学。该物质薄片不一定是非晶体，也可能是多晶体。此外，两个特定方向上的同性，并不能说明各个方向都同性。
20．还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，
【详解】
在一个小立方体（固体的立方体分子模型）内有4个，而每个又为8个小立方体共有，所以每个小立方体对应0.5个。设每个小立方体的变长为a，有
解得
则相邻两个钠离子中心距离的表达式为
由上可知，还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA。