2014-2015学年人教版选修3-3 第九章第1、2节：固体 液体 课件（46张）

课件47张PPT。第九章 固体、液体和物态变化
1 固 体
2 液 体一、晶体和非晶体 晶体的微观结构
1.晶体和非晶体的区别:几何外形熔点同性几何外形熔点异性几何外形熔点同性2.晶体的微观结构:
(1)规则性:单晶体的原子(或分子、离子)都按一定的规则排
列,具有空间上的_______。
(2)转化性:在一定条件下,同种物质的微粒按照_________在
空间排列,可以生成不同的晶体,有些非晶体在一定条件下可
以转化为_____。周期性不同规则晶体二、液体的微观结构和液体的表面张力
1.微观结构:分子之间的距离_____,分子间作用力比固体分子
间作用力_____。
2.宏观性质:有一定的体积,不易压缩,具有_____性,比_____
扩散速度快。
3.表面张力:表面层分子间的分子力为_____,使液体表面
_____。很小要小流动固体引力绷紧三、浸润和不浸润及毛细现象
1.浸润:一种液体会_____某种固体并附着在固体表面上的现
象。
2.不浸润:一种液体不会_____某种固体,也不会附着在固体
表面上的现象。
3.微观解释:浸润和不浸润是_______作用的表现。
4.毛细现象:浸润液体在毛细管中_____的现象,以及不浸润
液体在毛细管中_____的现象。
5.毛细管内径与内外液面高度差的关系:对一定的液体和一
定材质的管壁,管的内径越细,管内外液面的高度差_____。润湿润湿分子力上升下降越大四、液晶
1.概念:像液体一样具有_____性,其光学性质与某些晶体相似,
具有_________的化合物。
2.微观结构:从某个方向分子排列比较_____,从另一方向分子
排列杂乱无章。
3.用途:可以用来制作_____元件,在生物医学、电子工业、
航空工业中都有重要的应用。流动各向异性整齐显示1.判一判
(1)单晶体和多晶体都有规则的几何外形。 ( )
(2)所有晶体都具有各向同性。 ( )
(3)可以通过有无确定的熔点来区分晶体和非晶体。 ( )
(4)毛细现象是浸润或不浸润现象的实例。 ( )提示：(1)×。单晶体有规则的几何外形,多晶体的形状不规则,没有规则的几何外形。
(2)×。晶体分单晶体和多晶体,单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性。
(3)√。晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,所以可以通过有无确定的熔点来区分晶体和非晶体。
(4)√。毛细现象是浸润液体在细管中上升或不浸润液体在细管中下降的现象,所以毛细现象是浸润或不浸润现象的实例。2.想一想
如果有石蜡或油脂粘在衣服上,可以把两层棉纸分别放在粘有蜡迹或油脂的衣服的上面和下面,然后用烧热的熨斗在棉纸上来回熨烫就可以除掉蜡迹或油脂,其中的原因是什么?
提示：放在衣服上、下面的棉纸内有许多细小的毛孔,起着毛细管的作用,当蜡或油脂受热熔化成液体之后,由于毛细现象,会把蜡或油脂吸掉。主题一 晶体和非晶体 晶体的微观结构
1.说明两组固体:玻璃、蜂蜡、硬塑料和盐粒、砂糖、石英的外表有何不同?
提示：固体分为晶体和非晶体,单晶体有规则的几何外形;非晶体没有规则的几何外形。盐粒、砂糖、石英属晶体,有规则的几何外形;玻璃、蜂蜡、硬塑料属非晶体,没有规则的几何外形。2.将石蜡均匀涂抹在玻璃片和云母片上,用灼热的钢针接触涂蜡的反面,观察石蜡在玻璃片和云母片上熔化区域的形状有何不同?说明了什么问题?
提示：玻璃片上石蜡熔化区域为圆形,云母片上石蜡熔化区域为椭圆形,此现象说明了玻璃片是非晶体,在导热性能上表现为各向同性,云母片是晶体,在导热性能上表现为各向异性。3.将涂有石蜡层的铝片的背面放在加热后的小铁球上,观察熔化了的石蜡部分形状,发现石蜡熔化后的形状跟前面玻璃片的实验现象差不多,那么这个现象是不是就说明了铝是非晶体?这个现象又能说明什么呢?
提示：不能说明铝是非晶体。常见的金属是多晶体,故铝是多晶体,这个现象说明了多晶体中虽然每个小晶体是各向异性的,但是由于小晶体是不规则排列的,所以小晶体的各向异性的特征有可能互相抵消,从而在宏观上表现出其物理性质是各向同性的。4.对蜂蜡和砂糖进行加热,用温度计测量两者熔化时温度的变化有何不同?这说明了什么问题?
提示：蜂蜡没有固定的熔点,砂糖有固定的熔点;蜂蜡是非晶体,砂糖是晶体,说明晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。【知识点睛】晶体各向异性的原因
单晶体物理性质的不同取决于其微观结构,单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着,有规则的几何外形,在物理性质上表现为各向异性。多晶体是由许许多多晶粒组成的,晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着,无规则的几何外形,多晶体在物理性质上表现为各向同性。【误区警示】区分非晶体与多晶体
在分辨非晶体和晶体时,容易从几何外形或是否具有各向异性来区分,此时很容易出现错误,因为单晶体有规则的几何外形和各向异性,多晶体没有规则的几何外形,同时多晶体表现为各向同性,易把多晶体误认为非晶体,区分非晶体与晶体的方法应当根据有无确定的熔点进行判断。【典例1】下列说法正确的是 ( )
A.常见的金属材料是多晶体
B.只有非晶体才显示各向同性
C.凡是具有天然的规则几何外形的物体必定是单晶体
D.有确定熔点的是单晶体,没有确定熔点的是多晶体或非晶体
【解题探究】(1)显示各向同性的是_______和_______,显示
各向异性的是_______。
(2)具有天然的规则几何外形的是_______。
(3)区分晶体和非晶体的重要依据是_______________。非晶体多晶体单晶体单晶体有无确定的熔点【解析】选A、C。固体分晶体和非晶体,晶体又分单晶体和多晶体,常见的金属材料是多晶体,A正确;非晶体和多晶体显示各向同性,单晶体显示各向异性,B错误;单晶体具有天然的规则几何外形,C正确;有确定熔点的是单晶体和多晶体,没有确定熔点的是非晶体,D错误。【变式训练】关于晶体和非晶体,下列叙述中正确的是 ( )
A.晶体一定有规则的几何形状,但其物理性质不一定都是各向异性的
B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列
C.晶体的各向异性是由于它的微粒不按一定的规则在空间排列
D.石墨的硬度比金刚石差得多是由于它们的微粒按不同的规则在空间分布【解析】选B、D。晶体分单晶体和多晶体,多晶体形状不规则,故A错;单晶体内部的微粒按一定规则排列,使单晶体具有规则的几何形状,故B对;晶体的各向异性是由于它的微粒按一定的规则在空间排列,故C错;石墨与金刚石硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同,石墨的层状结构决定了它的质地柔软,而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度,D对。主题二 液体的微观结构和液体的表面张力
1.演示实验:(1)把一根棉线的两端系在铁丝环上,不要让棉线过紧,要使它处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里,再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的,如图(1)甲。用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜,观察膜和棉线发生的变化。(2)把一个棉线圈系在铁丝环上,使环上布满肥皂液的薄膜,这时膜上的棉线圈仍是松弛的,如图(2)甲。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜,观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化。
思考以上两个实验说明了什么问题?
提示：以上两个实验说明了液体之间存在相互作用力,液体表面存在表面张力。2.根据液体的表面层分子与液体的内部分子的结构特点,说明液体表面层为什么会存在张力?
提示：液体表面层的分子分布比液体内部分子的分布稀疏一些。液体表面层由于分子较稀,分子之间距离就较大些,随距离的增大分子之间的斥力小于引力,在这个特殊层中分子间的引力作用占优势,所以液体表面层中,任何两部分之间存在着相互吸引力,它的作用是使液体表面绷紧,这就是液体的表面张力。3.在液体表面画一条直线MN,线两侧的液体之间的作用力是表面张力,思考表面张力的作用是什么?其方向是怎样的?
提示：表面张力的作用是使液体表面绷紧,表面张力的方向和液面相切,垂直液面上的各条分界线,如图。【知识点睛】 1.液体及表面的特点
(1)液体分子的特点:
①分子间距比固体的大,比气体的小。
②分子间作用力比固体分子间作用力小。
(2)液体的表面张力:
①存在于液体的表面层内。
②表面层内的分子间作用力表现为引力。
③其作用是使液体表面积具有收缩到最小的趋势。
④其方向与液面相切。2.对液体表面张力的理解
(1)液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小,在体积一定的前提下,球形的表面积最小。由于液体受重力作用,其形状通常为扁球形,在完全失重时才呈现球形。
(2)表面张力的方向与液面相切。
(3)表面张力的大小除了与边界长度有关外,还与液体的种类、温度等有关。【典例2】(2012·广东高考)清晨,草叶上的露珠是由空气中
的水汽凝结成的水珠,这一物理过程中,水分子间的 ( )
A.引力消失,斥力增大 B.斥力消失,引力增大
C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大
【解题探究】(1)液体表面层的分子分布比较_____,表现为
_____。
(2)分子引力和分子斥力都随分子间距离的增大而_____,随
分子间距离的减小而_____。稀疏引力减小增大【解析】选D。因为空气中的水汽凝结成水珠时,分子间的距离变小,而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大。故D选项正确,其他选项都错。【变式训练】关于液体的表面张力,下列说法正确的是 ( )
A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力
C.液体的表面张力随温度的升高而增大
D.表面张力的方向与液面垂直
【解析】选B。表面张力是液体表面分子间的作用力,A错误;液体表面层内分子较液体内部稀疏,故分子力表现为引力,B正确;表面张力的方向沿液面的切线方向与分界线垂直,D错误;随温度的升高,液体表面层的分子间的距离增大,引力作用随之减小,所以表面张力减小,C错误。主题三 浸润和不浸润及毛细现象
1.实验:把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,观察到从水银中取出来的玻璃上没有附着水银,从水中取出的玻璃上沾着一层水。
(1)为什么会出现上述两种不同的现象呢?
提示：出现上述两种不同的现象的原因是:玻璃和水发生了浸润,玻璃和水银不浸润。(2)怎样解释浸润和不浸润现象?
提示：如果液体与固体接触时,附着层中的液体分子受固体分子的吸引比内部液体分子弱,则附着层中的液体分子比液体内部稀疏,这时在附着层中就会出现跟表面张力相似的收缩力,使跟固体接触的液体表面有收缩的趋势,因而形成不浸润现象。相反,如果受到固体分子的吸引相对较强,附着层里的分子就比液体内部更密,在附着层里就会出现液体分子互相排斥的力,这时跟固体接触的表面有扩展的趋势,从而形成浸润现象。总之,浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现。2.如何解释毛细现象?
提示：当毛细管插入浸润液体中时,附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升,这部分液体上升引起液面弯曲,呈凹形弯月面使液体表面变大,与此同时,由于表面层的表面张力的收缩作用,管内液体也随之上升,直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等时,达到平衡,液体停止上升,并稳定在一定的高度。【知识点睛】浸润和不浸润现象的特点
(1)分子力作用的结果;
(2)浸润时附着层面积有扩大的趋势,不浸润时附着层面积有缩小的趋势;
(3)具有相对性。【规律方法】毛细现象的分析方法
(1)分子力作用的结果;
(2)浸润液体在毛细管内上升后,形成凹液面,不浸润液体在毛细管里下降后形成凸液面;
(3)毛细管越细,毛细管内、外液面的高度差越大,毛细现象越明显。【典例3】下列说法正确的是 ( )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.水是不浸润液体,水银是浸润液体
C.浸润现象中,附着层里的分子比液体内部稀疏
D.不浸润现象中,附着层中的分子比液体内部稀疏
【解题探究】
(1)浸润和不浸润是_____的。
(2)浸润现象中,附着层里的分子_______________,不浸润现
象中,附着层里的分子_______________。相对比液体内部密集比液体内部稀疏【解析】选D。同一液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的,水对玻璃来说是浸润液体,对蜂蜡来说是不浸润液体,水银对玻璃来说是不浸润液体,对铅来说是浸润液体,故A、B错误;浸润现象中,附着层里的分子比液体内部密集,不浸润现象中,附着层里的分子比液体内部稀疏,C错误,D正确。【变式训练】把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是 ( )
【解析】选A、C。因为水能浸润玻璃,所以A正确,B错误。水银不能浸润玻璃,C正确。D项中外面浸润,里面不浸润,这是不可能的,故正确选项为A、C。主题四 液晶
1.液晶的特点是什么?
(1)液晶具有液体的_______;
(2)液晶具有晶体的光学_________;
(3)液晶分子的排列特点:从某个方向上看液晶分子的排列比
较_____;从另一个方向看,液晶分子的排列是_________的;
(4)液晶的物理性质很容易在外界的影响(如电场、压力、光
照、温度)下_________。流动性各向异性整齐杂乱无章发生改变2.液晶有哪些主要的用途?
提示：利用电压对液晶的影响可以制作电子手表、电子计算器、笔记本电脑及其他仪器的显示元件;利用液晶随温度变化改变颜色的性质可以用来探测温度、检查肿瘤和检查电路中的短路点等。【知识点睛】液晶的用途
(1)作为显示元件;
(2)实验室中利用晶体制造的生物膜研究离子的渗透性。【规律方法】液体问题的分析方法
(1)液晶具有流动性,具有液体的特点;
(2)液晶在不同方向上光学性质不同;
(3)在不同方向上液晶分子的排列情况不同;
(4)液晶受到外界影响时,物理性质会发生明显的变化。【典例4】(2013·塔城高二检测)关于液晶,下列说法正确的
是 ( )
A.液晶是液体和晶体的混合物
B.液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定
C.液晶是一种特殊的物质,具有光学的各向同性
D.所有物质在一定条件下都能成为液晶【解题探究】(1)液晶是既具有_____的某些性质,又具有_____
的某些性质的一种特殊物质。
(2)液晶的光学性质具有_________。
(3)液晶分子在特定方向排列比较_____,但_______。
【解析】选B。液晶是一种既具有晶体的某些性质,又具有液体的某些性质的特殊物质,但不是液体和晶体的混合物,A错误;液晶的光学性质具有各向异性,C错误;液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定,外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化,B正确;有些物质在特定的温度范围内或在特定的溶剂中溶解可成为液晶态,D错误。晶体液体各向异性整齐不稳定【变式训练】关于液晶,下列说法中正确的是 ( )
A.液晶是一种液态的晶体
B.利用液晶可以检查肿瘤,还可以检查电路中的短路点
C.液晶的光学性质随温度的变化而变化
D.液晶的光学性质不随外加电压的变化而变化
【解析】选B、C。液晶的微观结构介于晶体和液体之间,故A错;利用液晶随温度变化改变颜色的性质可以用来探测温度、检查肿瘤和检查电路中的短路点等,故B对;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质。温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,故C对、D错。