3.1物质的聚集状态及晶体常识
一、单选题(本大题共13小题)
1. 关于晶体与非晶体,正确的说法( )
A. 区分晶体与非晶体最可靠的方法是比较硬度
B. 凡有规则外形的物体就一定是晶体
C. 一种物质不是晶体就是非晶体
D. 具有各向异性的固体一定是晶体
2. 开发新材料是现代科技发展的方向之一。下列有关材料的说法错误的是( )
A. 单晶硅常用于制造太阳能电池 B. 氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C. 纤维素乙酸酯属于人造高分子材料 D. 属于原子晶体,用于制造纳米材料
3. 目前最热门的机器人材料液晶弹性体是一种最具代表性的智能材料,在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,进而改变液晶基元的排列顺序,从而导致材料本身发生宏观形变,当撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状。下列说法错误的是 ( )
A. 该液晶同时具有各向异性和弹性
B. 这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动
C. 该液晶弹性体具有形状记忆功能
D. 液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,而固体一定是晶体
4. 通过下列操作获得的物质不是晶体的是( )
A. 从熔融态以适当速率凝固获得的硫 B. 液态水急速冷却到
C. 凝华获得的碘 D. 从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜
5. 下列说法错误的是 ( )
A. 射线衍射是最可靠的区分晶体和非晶体的方法
B. 冠醚和金属离子的聚集体可以看成是一类超分子
C. 纳米晶体是颗粒尺寸在纳米量级的晶体,在纳米量级中晶体颗粒越小,熔点越高
D. 离子晶体一般熔点较高,引入有机基团离子可以降低离子化合物熔点
6. 科学家将液态的金属镓充入碳纳米管中,发明出一种世界上最小的温度计--碳纳米管温度计.该温度计通过电子显微镜进行读数,精确度较高,其测量范围在下列说法错误的是( )
A. 常温常压下镓为液体
B. 金属镓的体积在之间随温度的变化比较均匀
C. 碳纳米管的体积在之间随温度的变化很小,可忽略不计
D. 、均是两性氢氧化物
7. 下列关于晶体的说法中,不正确的是 ( )
晶体中原子呈周期性有序排列,有自范性;而非晶体中原子排列相对无序,无自范性 含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体 共价键可决定分子晶体的熔、沸点 的晶格能远比大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小 晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列 晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定 干冰晶体中,一个分子周围有个分子紧邻;和晶体中阴、阳离子的配位数都为
A. B. C. D.
8. 下列实验方法可以有效判断某物质是否为晶体的是( )
A. 质谱法 B. 红外光谱分析法
C. 核磁共振氢谱分析法 D. 射线衍射法
9. 微纳米材料研究所研发的纳米量级碳酸钙直径约为,已取得重大突破。下列有关说法正确的是( )
A. 纳米量级碳酸钙是一种胶体
B. 若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中,会产生丁达尔效应
C. 若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中,不能透过滤纸
D. 若将纳米量级碳酸钙加入稀盐酸中,不会有二氧化碳产生
10. 键与键是等电子结构。将环己烷中的键用键进行代替,科研工作者合成了具有储氢能力的、、。经受热分解,产生的质量损失,并得到高纯氢。下列说法不正确的是( )
A. 是极性共价键
B. 分子受热分解得到
C. 分子与互为同分异构体
D. 环己烷、、、所含的电子数目一定相等
11. 将碳酸钙通过特殊的加工方法使之变为纳米碳酸钙碳酸钙粒子直径在几纳米几十纳米之间,会引起建筑材料的性能发生巨变。下列关于纳米碳酸钙的推测正确的是( )
A. 纳米碳酸钙的水溶液会浑浊不清
B. 纳米碳酸钙化学性质已与原来碳酸钙完全不同
C. 纳米碳酸钙分散到水中能产生丁达尔效应
D. 纳米碳酸钙的粒子不能透过滤纸
12. 下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A. 水晶属于晶体,有固定的熔点,而玻璃无固定的熔点,属于非晶体
B. 当单一波长的射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线
C. 晶体都具有自范性,自范性是晶体的本质属性
D. 晶体都具有规则的几何外形,而非晶体都不具有规则的几何外形
13. 国防科大航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室成功研制出一种具有超强吸附能力的新型超轻纳米材料基本微粒直径为。这种材料结构上由一维氮化硼纳米管和二维氮化硼纳米晶片复合而成,整个材料内部充满气孔。这种材料耐高温,且用它吸附完有机物后,可以通过点燃的方式实现重复使用。下列关于该材料的说法错误的是( )
A. 将该材料分散到液体分散剂中,所得混合物具有丁达尔效应
B. 该材料的基本微粒不能透过滤纸
C. 该材料在的高温下,还可以保持结构完整,可正常使用
D. 该材料在航空航天高温热防护、有毒化学物质吸附和清除等领域有重要的应用前景
二、填空题(本大题共2小题)
14. 氰化钾是一种剧毒物质,贮存和使用时必须注意安全。已知:。回答下列问题:
中所含三种元素的第一电离能从大到小的顺序为 ______用元素符号表示,下同,电负性从大到小的顺序为 ______。
与互为等电子体的分子为 ______任举一例,其空间构型为 ______。
15. “纳米材料”是指用特殊方法把固体加工到纳米级的超细粉末粒,然后用其制得各种材料。这种材料由于尺寸很小,因而具有许多与传统材料截然不同的性质,且很多性能优于普通材料,如耐磨、耐高温、抗腐蚀等。据预测,纳米材料和纳米技术会引起生产和日常生活各方面的革命性的变化,是世纪新技术发展的前沿。请回答下列问题。
纳米 是______
A.
纳米碳就是一种“纳米材料”。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质的判断正确的是______。
是溶液 是胶体 能产生丁达尔效应 能透过滤纸 不能透过滤纸 静置后会析出黑色沉淀。
如果将纳米材料分散到液体分散剂中,所得的混合物可能具有的性质是______
A.能全部透过半透膜
B.有丁达尔效应
C.所得液体可能呈胶体
D.所得物质一定是浊液。
三、简答题(本大题共1小题)
16. 物质有多种聚集状态,不同的聚集状态由于构成微粒和微粒间的相互作用不同,具有不同的性质。本章我们学习了许多的相关知识,如晶体、非晶体、液晶、晶胞、金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等,请通过图示的方式表示它们之间的相互关系,以加深对所学内容的理解。
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.区分晶体与非晶体最可靠的方法是射线衍射法,故A错误;
B.晶体的规则外形是天然形成的,人为制造的规则外形的物体不一定是晶体,故B错误;
C.固体除包含晶体、非晶体外,还有一类介于晶体与非晶体之间,称作准晶体,故C错误;
D.晶体具有各向异性,因此具有各向异性的固体一定是晶体,故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解答】
A.单晶硅为良好的半导体材料,能用于制作太阳能电池,故A正确;
B.氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料,故B正确;
C.纤维素为天然高分子化合物,而纤维素乙酸酯是人工合成的,属于人造高分子材料,故C正确;
D.为分子晶体,故D错误。
3.【答案】
【解答】
液晶具有各向异性,文中介绍其具有弹性,故 A正确;
液晶的各向异性即在热电光磁等改变的情况下发生形变从而驱动,故 B正确;
液晶弹性体可以恢复到原来的形状即形状记忆功能,故C正确;
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,固体有晶体和非晶体之分,故D错误。。
4.【答案】
【解答】
A.熔融态硫以适当速率冷却凝固可得到晶体硫,不符合题意;
B.液态水急速冷却到得到的是玻璃态物质,不属于晶体,符合题意;
C.气态物质冷却不经液态直接凝固凝华可得到晶体,故碘蒸气凝华可获得晶体碘,不符合题意;
D.溶质从溶液中析出是获得晶体的途径之一,从硫酸铜饱和溶液中可析出的硫酸铜晶体,不符合题意;
5.【答案】
【解答】
A.通过射线衍射方法区分晶体和非晶体是最可靠的;
B.冠醚能结合金属阳离子特别是碱金属离子形成超分子
C.在纳米量级中晶体颗粒越小,熔点越低;
D.离子晶体融化时要破坏离子键,则一般熔点较高,引入有机基团离子之间的作用力减弱,则可以降低离子化合物熔点。
6.【答案】
【解析】解:、金属镓这种温度计测量的范围为从到,所以常温常压下镓为液体,故A正确;
B、金属镓在纳米碳管制成的温度计内受热膨胀,所以金属镓在变化明显、均匀,故B错误;
C、纳米碳管的热膨胀率极低,所以纳米碳管的体积至之间随温度变化很小,可忽略不计,可以作体温计的外壳,故C正确;
D、由对角线规则可知,镓元素与铝元素的化学性质相似,所以、均是两性氢氧化物,故D正确;
故选:。
根据题目所给新信息“碳纳米管温度计”中的液态的金属镓,当温度升高时,管中镓就会膨胀,通过电子显微镜就能读取温度值,其测量范围在,结合所学知识进行分析判断即可.
7.【答案】
【解答】
晶体中原子呈周期性有序排列,且有自范性,非晶体中原子排列相对无序,无自范性,可以用衍射方法鉴别晶体和非晶体,故正确;
含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体,但含有阴离子的晶体一定是离子晶体,故错误;
决定分子晶体的熔、沸点的分子间作用力,共价键决定分子的稳定性,故错误;
晶格能与离子半径成反比、与离子电荷成正比,镁离子、氧离子电荷都大于钠离子、氯离子,且半径都小于钠离子、氯离子,所以的晶格能远比大,故正确;
晶胞是晶体结构的基本单元,晶体内部的微粒按一定规律作周期性重复排列,且有自范性,非晶体中原子排列相对无序,无自范性,故正确;
在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时,晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定,故正确;
干冰晶体中,一个分子周围有个分子紧邻,晶体中阴阳离子配位数是、晶体中阴、阳离子的配位数是,故错误;
故选D。
8.【答案】
【解析】解:区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行一射线衍射实验,故D正确,
故选:。
区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行一射线衍射实验。
9.【答案】
【解析】解:分散系是混合物,而纳米级碳酸钙是纯净物,故不是分散系,故A错误;
B.纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中形成胶体,而丁达尔效应是胶体特有的性质,故B正确;
C.若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中则形成胶体,而胶体可以透过滤纸,故C错误;
D.纳米级碳酸钙仍然是碳酸钙,能和盐酸发生复分解反应生成二氧化碳,故D错误;
故选:。
A.分散系是混合物;
B.丁达尔效应是胶体特有的性质;
C.胶体可以透过滤纸;
D.纳米级碳酸钙仍然是碳酸钙,能和盐酸发生复分解反应。
10.【答案】
【解析】解:不同非金属元素的原子之间易形成极性共价键,则之间形成的化学键是极性共价键,故A正确;
B.的相对分子质量为,经受热分解,产生的质量损失,并得到高纯氢,减少的质量为氢气的质量,假设有受热分解,生成,故B错误;
C.、的分子式都是,结构不同,所以二者互为同分异构体,故C正确;
D.与都含有个电子,所以环己烷、、、所含的电子数目一定相等,故D正确;
故选:。
A.不同非金属元素的原子之间易形成极性共价键;
B.的相对分子质量为,经受热分解,产生的质量损失,并得到高纯氢,减少的质量为氢气的质量,假设有受热分解,生成;
C.、的分子式都是,结构不同;
D.与都含有个电子。
11.【答案】
【解析】解:纳米碳酸钙的水溶液形成的是胶体,具有较稳定、均一的性质,不是混浊不清,故A错误;
B.纳米碳酸钙化学性质与原来相比相同,故B错误;
C.碳酸钙粒子直径是几纳米几十纳米,将纳米碳酸钙分散到水中形成分散系是胶体,具有丁达尔现象,故C正确;
D.与胶体中的胶粒能透过滤纸一样,纳米碳酸盐的粒子能透过滤纸,故D错误;
故选:。
A.纳米碳酸钙的水溶液形成较稳定的胶体分散系;
B.纳米碳酸钙化学性质与原来碳酸钙基本相同;
C.一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的体系称为分散系,将纳米碳酸钙分散到水中形成分散系是胶体;
D.纳米碳酸盐的粒子能透过滤纸。
12.【答案】
【解答】
对于晶体有以下特点:
晶体有整齐规则的几何外形;晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变;晶体有各向异性的特点。
A.水晶有固定的熔点,普通玻璃属于混合物,没有固定熔沸点,故A正确;
B.当单一波长的射线通过晶体时,会在记录仪上看到分立的斑点或谱线,而同一条件下摄取的非晶体图谱中看不到分立的斑点或明锐的谱线,故B正确;
C.晶体都具有自范性,自范性是晶体的本质属性,故C正确;
D.某些非晶体经人工加工也可能呈现规则的几何外形,如玻璃,故D错误;
故选D。
13.【答案】
【解答】
A. 因为新型超轻纳米材料的基本微粒直径为,将该材料分散到液体分散剂中形成胶体,所得混合物具有丁达尔效应,故A正确;
B. 因为新型超轻纳米材料的基本微粒直径为,该材料的基本微粒能透过滤纸,故B错误;
C. 因为这种材料耐高温,且用它吸附完有机物后,可以通过点燃的方式实现重复使用,该材料在的高温下,还可以保持结构完整,可正常使用,故C正确;
D. 因为整个材料内部充满气孔,且这种材料耐高温,且用它吸附完有机物后,可以通过点燃的方式实现重复使用,所以该材料在航空航天高温热防护、有毒化学物质吸附和清除等领域有重要的应用前景,故D正确;
答案:。
14.【答案】 直线形
【解析】解:同周期从左到右,主族元素的第一电离能呈增大趋势,但第Ⅱ、Ⅴ族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能;同周期从左到右,主族元素的电负性逐渐增强,故电负性,
故答案为:;;
与键合方式相同且互为等电子体的分子,用原子替换原子与个单位负电荷,即该分子为等,互为等电子体的微粒,空间结构相同,故空间构型为直线形,
故答案为:;直线形。
同周期从左到右,主族元素的第一电离能呈增大趋势,但第Ⅱ、Ⅴ族元素的第一电离能大于同周期相邻元素;同周期从左到右,主族元素的电负性逐渐增强;
原子总数相等、价电子总数也相等的微粒互为等电子体;互为等电子体的微粒,空间结构相同。
15.【答案】;
;
【解答】
纳米”是一种长度单位,因为纳米米,所以,
故答案为:;
因纳米碳其粒子直径为之间,纳米碳分子分散到水中,所形成的分散系为胶体分散系,不属于溶液,故错误;
纳米碳其粒子直径为之间,所形成的分散系为胶体分散系,故正确;
因形成的是胶体分散系,则具有丁达尔效应,故正确;
溶液和胶体分散系中粒子的直径都比滤纸中小孔直径小,则能全部透过滤纸,故正确;故错误;
因形成的是胶体分散系,处于介稳定状态,则不会形成黑色沉淀,故错误;
故答案为:;
纳米材料的微粒直径在之间,分散到分散剂中形成了胶体分散系,是混合物,具有胶体的性质,能发生丁达尔现象、发生聚沉等性质,能通过滤纸但不能通过半透膜,所以肯定具有的性质是丁达尔现象。
故选:。
16.【答案】
【解答】
根据物质的聚集状态不同,固态物质分为晶体和非晶体,晶体又包括共价晶体、离子晶体、金属晶体、分子晶体,晶胞是描述晶体结构的最小单元。
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