(共59张PPT)
物质的聚集状态与晶体的常识
第一节
学习目标
1.能说出包含“气、液、固”在内的更多的物质聚集状态。
2.能说出晶体和非晶体的区别,了解获得晶体的一般途径。
3.了解晶体中粒子的空间排布存在的周期性,认识简单的晶胞,能计算简单晶胞中粒子的数目。
4.知道X射线衍射实验室测定晶体结构的常用方法。
重点难点
重点 晶体与非晶体的差异,晶体的自范性、各向异性,结晶的方法。
难点 对晶胞的认识。
物质的聚集状态 晶体与非晶体
第1课时
目录
新知探究（一）
物质的聚集状态
新知探究（二）
晶体与非晶体
课时跟踪检测
物质的聚集状态
新知探究(一)
1.人们对物质组成的认识历程
(1)20世纪前,人们以为分子是保持物质化学性质的最小粒子;物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。
(2)20世纪初,人们对物质的组成有了更明确的认识。
①通过 等实验手段,发现许多常见的晶体中并无分子,如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
X射线衍射
②气态和液态物质不一定都由分子构成。等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质;离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。等离子体的形成如图:
气态物质 电子和阳离子
2.人们对物质聚集状态的认识历程
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
(2)液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。一定温度范围内的液晶如图:
分类 热致液晶和溶致液晶
性质 既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等,表现出类似晶体的各向异性
应用 液晶在制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等领域被广泛应用
题点多维训练
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有气体都不能导电( )
(2)离子液体和等离子体都是特殊的液态物质( )
(3)等离子体是一种特殊的气体,含有带电粒子,呈电中性( )
(4)增大电流,等离子体会释放出数量更多、能量更大的高能粒子( )
(5)液晶分为热致液晶和溶致液晶,胶束是一种溶致液晶( )
(6)热致液晶分子有取向序,无位置序( )
×
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√
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2.高温、紫外线、X射线和γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是 ( )
A.日光灯和霓虹灯的灯管中
B.蜡烛的火焰中
C.流星的尾部
D.南极的冰山中
解析:高温下存在等离子体,日光灯、霓虹灯、蜡烛、流星都能形成高温环境。
√
3.科学研究表明,宇宙中90%以上的物质以等离子体状态存在,其原因是大部分发光星球的内部温度和压力都很高。下列说法中正确的是 ( )
A.只有在宇宙发光星球上才存在等离子体
B.等离子体能吸收电磁波
C.有些难以发生的化学反应,在等离子体中也不能发生
D.等离子体是一种自然现象,不能人工得到
√
解析:在我们周围,等离子体也常常存在,如日光灯和霓虹灯的灯管里存在等离子体,A错误;等离子体因含带电微粒而能吸收电磁波,因能量很高而能使一些难以发生的化学反应迅速发生,B正确,C错误;等离子体可以通过人工得到,D错误。
4.下列关于等离子体、离子液体和液晶的说法错误的是 ( )
A.液晶是物质的一种聚集状态
B.液晶既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性
C.离子液体仅由离子组成,只有在较高温度下才能呈液态
D.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质
√
解析:液晶属于物质的一种特殊聚集状态,A项正确;液晶像液体一样具有流动性,同时又具有晶体的各向异性,B项正确;离子液体由带电荷的离子构成,所以其难挥发,常温下呈液态,C项错误;等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体呈电中性的气态物质聚集体,D项正确。
新知探究(二)
晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈 有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序
周期性
2.晶体的特性
(1)自范性
①含义:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②晶体呈现自范性的条件:晶体生长的速率适当。
③本质原因:晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)晶体具有固定的 。
熔点
(3)晶体具有各向异性。它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质,如强度、导热性、光学性质等。
(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
3.晶体获取途径
(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3)溶质从溶液中析出。
4.晶体与非晶体的区分方法
区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
最可靠方法 对固体进行X射线衍射实验
题点多维训练
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)从熔融态结晶可以获得硫晶体,凝华获取碘晶体( )
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体一定是晶体( )
(3)具有固定组成的物质一定是晶体( )
(4)把硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶,可得到硫酸铜晶体( )
√
×
×
√
2.下列各项中,不属于晶体的特点的是 ( )
A.具有规则的几何外形
B.某些物理性质具有各向异性
C.具有固定的熔点
D.一定是无色透明的固体
解析:晶体具有规则的几何外形和固定的熔点,某些物理性质具有各向异性,但不一定是无色透明的。
√
3.下列关于晶体和非晶体的鉴别错误的是 ( )
A.晶体具有自范性
B.晶体具有各向异性
C.只要有规则的几何外形就是晶体
D.可以通过X射线衍射实验来鉴别
√
解析:晶体具有自范性,非晶体不具有此性质,故A不选;晶体具有各向异性,非晶体不具有此性质,故B不选;非晶体可以通过机械加工成规则的几何外形,所以有规则的几何外形不一定是晶体,故C选;X射线衍射实验能够测出物质的内部结构,根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体,故D不选。
4.下列说法正确的是 ( )
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.石英玻璃和水晶都是晶体
C.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
D.用红热的铁针刺中玻璃上凝固的石蜡,在不同方向上熔化的快慢不同
√
解析:晶体可以通过外部条件变成粉末状固体,如通过研磨,熔融态时迅速冷却等方法都可以得到看不出几何外形的粉末,A错误;石英玻璃是非晶态(玻璃态)的SiO2,石英玻璃不是晶体,水晶是晶体,B错误;晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,C正确;晶体的许多物理性质表现出各向异性,但玻璃是非晶体,不具有物理性质各向异性的特点,所以用红热的铁针刺中玻璃上凝固的石蜡,在不同方向上熔化的快慢相同,D错误。
课时跟踪检测
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1.下列关于聚集状态的叙述错误的是 ( )
A.物质只有气态、液态、固态三种聚集状态
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.固态物质中的微粒结合较紧凑,相对运动较弱
D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性
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解析:物质的聚集状态,除了气、液、固三态外,还有其他聚集状态,如晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等,A项错误;物质处于气态时,微粒间距离大,微粒运动速率快,体系处于高度无序状态,B项正确;固态物质中的微粒相距很近,难以自由移动,但能够在一定位置上做不同程度的振动,C项正确;对液态物质而言,微粒相距较近,微粒间作用力较强,微粒的运动明显活跃,介于固态和气态之间,表现出明显的流动性,D项正确。
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2.(2024·海口期末)科学研究表明,物质有多种聚集状态,下列有关描述错误的是 ( )
A.等离子体的外观为气态
B.等离子体的构成粒子仅有电子、阳离子
C.液晶和液态是物质的两种聚集状态
D.离子液体是熔点低于或稍高于室温的离子化合物
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解析:等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,故A正确,B错误;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等,表现出类似晶体的各向异性,液晶和液态是物质的两种聚集状态,故C正确;离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质,则离子液体是熔点低于或稍高于室温的离子化合物,故D正确。
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3.关于液晶,下列说法正确的是 ( )
A.液晶是一种晶体
B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
C.液晶的化学性质与温度变化无关
D.液晶的光学性质随外加电场的变化而变化
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解析:液晶在一定温度范围内存在,既具有液体的可流动性,又表现出类似晶体的各向异性,但它不是晶体,A项错误;虽然液晶分子沿特定方向的排列比较有序,但分子的空间排列是不稳定的,B项错误;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,如温度、外加电场等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,C项错误,D项正确。
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4.(2024·湖南邵阳检测)等离子体和液晶在工业、农业、军事、宇航、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列关于它们的说法错误的是 ( )
A.等离子体和液晶都是物质的一种聚集状态
B.液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性
C.等离子体只含有离子
D.等离子体和液晶都可用于制造显示器
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解析:等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,A正确;在一定范围内存在液体流动性,也存在晶体各向异性的物质,称之为液晶,B正确;等离子体中既有带电的阳离子和电子,也有电中性的分子或原子,C错误;等离子体和液晶可以分别用于制造等离子体显示器、液晶显示器,D正确。
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5.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是 ( )
①a是晶体 ②b是晶体 ③a是非晶体 ④b是非晶体
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析:由题可知a有固定熔点,属于晶体;b没有固定熔点,属于非晶体。
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6.(2024·山东淄博月考)晶体与非晶体的严格判别可采用 ( )
A.有否自范性 B.有否各向同性
C.有否固定熔点 D.有否周期性结构
解析:晶体与非晶体的根本区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列,晶体结构呈现微粒周期性有序排列,所以晶体能自发地呈现多面体外形,有固定熔点,有自范性,有对称性,有各向异性。
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7.通过下列操作获得的物质不是晶体的是 ( )
A.液态水急速冷却到-108 ℃
B.凝华获得的碘
C.从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜
D.从熔融态以适当速率凝固获得的硫
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解析:获得晶体的一般途径有三种:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);溶质从溶液中析出。B、C、D得到的都是晶体,液态水急速冷却到-108 ℃得到的是玻璃态物质,不属于晶体。
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8.下列关于晶体的说法正确的是 ( )
A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体
B.假宝石往往是玻璃仿造的,可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品
C.石蜡和玻璃都是非晶体,但它们都有固定的熔点
D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
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解析:选项A,将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾,胆矾属于晶体;选项B,宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别;选项C,非晶体没有固定熔点;选项D,晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些差异。
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9.如图分别为物质Ⅰ和物质Ⅱ的微观结构示意图,下列说法错误的是 ( )
A.物质Ⅰ具有能自发地呈现多面体外形的性质
B.物质Ⅰ形成的固体有固定的熔、沸点
C.物质Ⅱ形成的固体物理性质有各向异性
D.二者的X射线衍射图谱不相同
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解析：由两种物质的微观结构可知,Ⅰ中微粒呈周期性有序排列,Ⅱ中微粒排列相对无序,故Ⅰ为晶体,Ⅱ为非晶体。晶体具有自范性,因此可以自发地呈现多面体外形,A正确。晶体有固定的熔、沸点,B正确。非晶体的物理性质具有各向同性,C错误。X射线衍射实验可以检验晶体和非晶体,图谱明显不同,D正确。
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10.水的状态除了气态、液态和固体外,还有玻璃态,它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水相同,有关玻璃态水的叙述中正确的是 ( )
A.水由液态变为玻璃态,体积缩小
B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.玻璃态水属于晶体
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解析:玻璃态水无固定形状,不存在晶体结构,故玻璃态水不是晶体,因密度不变,因此水转变为玻璃态时体积不变,水的化学性质也不变。
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11.(1)在下列物质中, (填序号,下同)是晶体,__________ 是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖
⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块 ⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别,晶体一般都具有 ,而非晶体 ;另外非晶体具有物理性质___________ 的特点,而晶体具有物理性质 的特点。
②⑤⑥⑧⑨
①③④⑦⑩
规则的几何外形
没有规则的几何外形
各向同性
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(3)判断物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是_________ (填序号)。
①从外形上来判断 ②从各向异性或各向同性上来判断
③从导电性能来判断 ④从有无固定熔点来判断
②④
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12.在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在陶土网上加热,观察实验现象。
(1)在表面皿上加少量冷水的作用是 。
解析:获得晶体有三条途径:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华);溶质从溶液中析出(结晶)。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是冷却碘蒸气;
冷却碘蒸气
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(2)观察到的实验现象是____________________________________
。
解析:获得晶体有三条途径:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华);溶质从溶液中析出(结晶)。 (2)观察到的实验现象是烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有紫黑色的晶体;
烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有
紫黑色的晶体
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(3)在表面皿上碘是 (填“晶体”或“非晶体”)。
解析:获得晶体有三条途径:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华);溶质从溶液中析出(结晶)。 (3)在表面皿上碘是晶体;
晶体
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(4)这种方法是 ,制取晶体的方法还有 、
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解析:获得晶体有三条途径:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华);溶质从溶液中析出(结晶)。 (4)这种方法是凝华,制取晶体的方法还有熔融态物质的凝固、结晶。
凝华
熔融态物质的凝固
结晶
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13.制备晶体的三种途径都可制得有重要价值的大晶体。
(1)芯片的基质是单晶硅,它是由 硅制备的,俗称“拉单晶”。
(2)用于制造激光器的KH2PO4大晶体是由 结晶出来的。
(3)可与天然钻石媲美的CVD宝石级钻石,则是由 (如CH4)在微波炉里以 分解出的碳通过化学气相沉积(简称CVD)得到的。
熔融态
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高阶思维训练
14.目前热门的机器人材料液晶弹性体是一种具有代表性的智能材料,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.液晶是介于液态和固态之间的物质状态,而固体SiO2是晶体
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解析: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,说明该液晶同时具有各向异性和弹性,A正确;在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,则这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动,B正确;撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状,则该液晶弹性体具有形状记忆功能,C正确;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,不是介于液态和固态之间的状态,D错误。
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15.非晶硅光电薄膜产业的研发成长,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率,将比多晶硅太阳能产业更为快速,非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。
试回答下列问题:
(1)如图中a、b是两种硅的部分结构,
请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅
a: ;b: 。
解析:从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。
非晶硅
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(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是 。
A.玻璃是非晶体
B.固体粉末都是非晶体
C.晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性
解析:A项,玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体;B项,许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形,但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形,所以固体粉末也可能是晶体;C项,晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性。
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(3)下列有关说法正确的是 。
A.玛瑙与水晶的化学成分不同
B.雪花是由水蒸气直接转变而成的固体,雪花可能属于晶体
C.不同的雪花外形不同,都可认为是晶体
D.石英玻璃与水晶均属于晶体
解析:A项,两者化学成分均是SiO2,玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的,水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的;D项,石英玻璃是非晶态二氧化硅。
BC第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
学习目标 重点难点
1.能说出包含“气、液、固”在内的更多的物质聚集状态。 2.能说出晶体和非晶体的区别,了解获得晶体的一般途径。 3.了解晶体中粒子的空间排布存在的周期性,认识简单的晶胞,能计算简单晶胞中粒子的数目。 4.知道X射线衍射实验室测定晶体结构的常用方法。 重 点 晶体与非晶体的差异,晶体的自范性、各向异性,结晶的方法。
难 点 对晶胞的认识。
第1课时 物质的聚集状态 晶体与非晶体
新知探究(一)——物质的聚集状态
1.人们对物质组成的认识历程
(1)20世纪前,人们以为分子是保持物质化学性质的最小粒子;物质三态的相互转化只是分子间距离发生了变化。
(2)20世纪初,人们对物质的组成有了更明确的认识。
①通过 等实验手段,发现许多常见的晶体中并无分子,如氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等。
②气态和液态物质不一定都由分子构成。等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质;离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。等离子体的形成如图:
气态物质电子和阳离子
2.人们对物质聚集状态的认识历程
(1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态,还有晶态、非晶态,以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
(2)液晶:介于液态和晶态之间的物质状态。一定温度范围内的液晶如图:
分类 热致液晶和溶致液晶
性质 既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等,表现出类似晶体的各向异性
应用 液晶在制造液晶显示器、合成高强度液晶纤维等领域被广泛应用
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有气体都不能导电 ( )
(2)离子液体和等离子体都是特殊的液态物质 ( )
(3)等离子体是一种特殊的气体,含有带电粒子,呈电中性 ( )
(4)增大电流,等离子体会释放出数量更多、能量更大的高能粒子 ( )
(5)液晶分为热致液晶和溶致液晶,胶束是一种溶致液晶 ( )
(6)热致液晶分子有取向序,无位置序 ( )
2.高温、紫外线、X射线和γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是 ( )
A.日光灯和霓虹灯的灯管中
B.蜡烛的火焰中
C.流星的尾部
D.南极的冰山中
3.科学研究表明,宇宙中90%以上的物质以等离子体状态存在,其原因是大部分发光星球的内部温度和压力都很高。下列说法中正确的是 ( )
A.只有在宇宙发光星球上才存在等离子体
B.等离子体能吸收电磁波
C.有些难以发生的化学反应,在等离子体中也不能发生
D.等离子体是一种自然现象,不能人工得到
4.下列关于等离子体、离子液体和液晶的说法错误的是 ( )
A.液晶是物质的一种聚集状态
B.液晶既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性
C.离子液体仅由离子组成,只有在较高温度下才能呈液态
D.等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质
新知探究(二)——晶体与非晶体
1.晶体与非晶体的本质差异
固体 自范性 微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈 有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序
2.晶体的特性
(1)自范性
①含义:晶体能自发地呈现多面体外形的性质。
②晶体呈现自范性的条件:晶体生长的速率适当。
③本质原因:晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列。
(2)晶体具有固定的 。
(3)晶体具有各向异性。它是指在不同的方向上表现出不同的物理性质,如强度、导热性、光学性质等。
(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
3.晶体获取途径
(1)熔融态物质凝固。
(2)气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3)溶质从溶液中析出。
4.晶体与非晶体的区分方法
区分方法 测熔点 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
最可靠方法 对固体进行X射线衍射实验
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)从熔融态结晶可以获得硫晶体,凝华获取碘晶体 ( )
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体一定是晶体 ( )
(3)具有固定组成的物质一定是晶体 ( )
(4)把硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶,可得到硫酸铜晶体 ( )
2.下列各项中,不属于晶体的特点的是 ( )
A.具有规则的几何外形
B.某些物理性质具有各向异性
C.具有固定的熔点
D.一定是无色透明的固体
3.下列关于晶体和非晶体的鉴别错误的是 ( )
A.晶体具有自范性
B.晶体具有各向异性
C.只要有规则的几何外形就是晶体
D.可以通过X射线衍射实验来鉴别
4.下列说法正确的是 ( )
A.粉末状的固体肯定不是晶体
B.石英玻璃和水晶都是晶体
C.缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
D.用红热的铁针刺中玻璃上凝固的石蜡,在不同方向上熔化的快慢不同
第1课时 物质的聚集状态 晶体与非晶体
新知探究(一)
1.(2)①X射线衍射
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√
2.选D 高温下存在等离子体,日光灯、霓虹灯、蜡烛、流星都能形成高温环境。
3.选B 在我们周围,等离子体也常常存在,如日光灯和霓虹灯的灯管里存在等离子体,A错误;等离子体因含带电微粒而能吸收电磁波,因能量很高而能使一些难以发生的化学反应迅速发生,B正确,C错误;等离子体可以通过人工得到,D错误。
4.选C 液晶属于物质的一种特殊聚集状态,A项正确;液晶像液体一样具有流动性,同时又具有晶体的各向异性,B项正确;离子液体由带电荷的离子构成,所以其难挥发,常温下呈液态,C项错误;等离子体是由阳离子、电子和电中性粒子组成的整体呈电中性的气态物质聚集体,D项正确。
新知探究(二)
1.周期性 2.(2)熔点
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.选D 晶体具有规则的几何外形和固定的熔点,某些物理性质具有各向异性,但不一定是无色透明的。
3.选C 晶体具有自范性,非晶体不具有此性质,故A不选;晶体具有各向异性,非晶体不具有此性质,故B不选;非晶体可以通过机械加工成规则的几何外形,所以有规则的几何外形不一定是晶体,故C选;X射线衍射实验能够测出物质的内部结构,根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体,故D不选。
4.选C 晶体可以通过外部条件变成粉末状固体,如通过研磨,熔融态时迅速冷却等方法都可以得到看不出几何外形的粉末,A错误;石英玻璃是非晶态(玻璃态)的SiO2,石英玻璃不是晶体,水晶是晶体,B错误;晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的规则的多面体外形的性质,这一适宜条件一般指的是自动结晶析出的条件,缺角的氯化钠晶体在饱和的NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,C正确;晶体的许多物理性质表现出各向异性,但玻璃是非晶体,不具有物理性质各向异性的特点,所以用红热的铁针刺中玻璃上凝固的石蜡,在不同方向上熔化的快慢相同,D错误。课时跟踪检测(十四) 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1.下列关于聚集状态的叙述错误的是 ( )
A.物质只有气态、液态、固态三种聚集状态
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.固态物质中的微粒结合较紧凑,相对运动较弱
D.液态物质微粒间的距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性
2.(2024·海口期末)科学研究表明,物质有多种聚集状态,下列有关描述错误的是 ( )
A.等离子体的外观为气态
B.等离子体的构成粒子仅有电子、阳离子
C.液晶和液态是物质的两种聚集状态
D.离子液体是熔点低于或稍高于室温的离子化合物
3.关于液晶,下列说法正确的是 ( )
A.液晶是一种晶体
B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
C.液晶的化学性质与温度变化无关
D.液晶的光学性质随外加电场的变化而变化
4.(2024·湖南邵阳检测)等离子体和液晶在工业、农业、军事、宇航、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列关于它们的说法错误的是 ( )
A.等离子体和液晶都是物质的一种聚集状态
B.液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性
C.等离子体只含有离子
D.等离子体和液晶都可用于制造显示器
5.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是 ( )
①a是晶体 ②b是晶体 ③a是非晶体 ④b是非晶体
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
6.(2024·山东淄博月考)晶体与非晶体的严格判别可采用 ( )
A.有否自范性 B.有否各向同性
C.有否固定熔点 D.有否周期性结构
7.通过下列操作获得的物质不是晶体的是 ( )
A.液态水急速冷却到-108 ℃
B.凝华获得的碘
C.从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜
D.从熔融态以适当速率凝固获得的硫
8.下列关于晶体的说法正确的是 ( )
A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体
B.假宝石往往是玻璃仿造的,可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品
C.石蜡和玻璃都是非晶体,但它们都有固定的熔点
D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
9.如图分别为物质Ⅰ和物质Ⅱ的微观结构示意图,下列说法错误的是 ( )
A.物质Ⅰ具有能自发地呈现多面体外形的性质
B.物质Ⅰ形成的固体有固定的熔、沸点
C.物质Ⅱ形成的固体物理性质有各向异性
D.二者的X射线衍射图谱不相同
10.水的状态除了气态、液态和固体外,还有玻璃态,它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水相同,有关玻璃态水的叙述中正确的是 ( )
A.水由液态变为玻璃态,体积缩小
B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.玻璃态水属于晶体
11.(1)在下列物质中, (填序号,下同)是晶体, 是非晶体。
①塑料 ②明矾 ③松香 ④玻璃 ⑤CuSO4·5H2O ⑥冰糖 ⑦石蜡 ⑧单晶硅 ⑨铝块
⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别,晶体一般都具有 ,而非晶体 ;另外非晶体具有物理性质 的特点,而晶体具有物理性质 的特点。
(3)判断物质是晶体还是非晶体,比较正确的方法是 (填序号)。
①从外形上来判断 ②从各向异性或各向同性上来判断 ③从导电性能来判断 ④从有无固定熔点来判断
12.在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在陶土网上加热,观察实验现象。
(1)在表面皿上加少量冷水的作用是 。
(2)观察到的实验现象是 。
(3)在表面皿上碘是 (填“晶体”或“非晶体”)。
(4)这种方法是 ,制取晶体的方法还有 、 。
13.制备晶体的三种途径都可制得有重要价值的大晶体。
(1)芯片的基质是单晶硅,它是由 硅制备的,俗称“拉单晶”。
(2)用于制造激光器的KH2PO4大晶体是由 结晶出来的。
(3)可与天然钻石媲美的CVD宝石级钻石,则是由 (如CH4)在微波炉里以 分解出的碳通过化学气相沉积(简称CVD)得到的。
高阶思维训练
14.目前热门的机器人材料液晶弹性体是一种具有代表性的智能材料,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.液晶是介于液态和固态之间的物质状态,而固体SiO2是晶体
15.非晶硅光电薄膜产业的研发成长,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率,将比多晶硅太阳能产业更为快速,非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。
试回答下列问题:
(1)如图中a、b是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅
a: ;b: 。
(2)有关晶体常识的相关说法中正确的是 。
A.玻璃是非晶体
B.固体粉末都是非晶体
C.晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性
(3)下列有关说法正确的是 。
A.玛瑙与水晶的化学成分不同
B.雪花是由水蒸气直接转变而成的固体,雪花可能属于晶体
C.不同的雪花外形不同,都可认为是晶体
D.石英玻璃与水晶均属于晶体
课时跟踪检测(十四)
1.选A 物质的聚集状态,除了气、液、固三态外,还有其他聚集状态,如晶态、非晶态以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等,A项错误;物质处于气态时,微粒间距离大,微粒运动速率快,体系处于高度无序状态,B项正确;固态物质中的微粒相距很近,难以自由移动,但能够在一定位置上做不同程度的振动,C项正确;对液态物质而言,微粒相距较近,微粒间作用力较强,微粒的运动明显活跃,介于固态和气态之间,表现出明显的流动性,D项正确。
2.选B 等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,故A正确,B错误;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些物理性质,如导热性、光学性质等,表现出类似晶体的各向异性,液晶和液态是物质的两种聚集状态,故C正确;离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质,则离子液体是熔点低于或稍高于室温的离子化合物,故D正确。
3.选D 液晶在一定温度范围内存在,既具有液体的可流动性,又表现出类似晶体的各向异性,但它不是晶体,A项错误;虽然液晶分子沿特定方向的排列比较有序,但分子的空间排列是不稳定的,B项错误;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,如温度、外加电场等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,C项错误,D项正确。
4.选C 等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,A正确;在一定范围内存在液体流动性,也存在晶体各向异性的物质,称之为液晶,B正确;等离子体中既有带电的阳离子和电子,也有电中性的分子或原子,C错误;等离子体和液晶可以分别用于制造等离子体显示器、液晶显示器,D正确。
5.选D 由题可知a有固定熔点,属于晶体;b没有固定熔点,属于非晶体。
6.选D 晶体与非晶体的根本区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列,晶体结构呈现微粒周期性有序排列,所以晶体能自发地呈现多面体外形,有固定熔点,有自范性,有对称性,有各向异性。
7.选A 获得晶体的一般途径有三种:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华);溶质从溶液中析出。B、C、D得到的都是晶体,液态水急速冷却到-108 ℃得到的是玻璃态物质,不属于晶体。
8.选B 选项A,将饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾,胆矾属于晶体;选项B,宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别;选项C,非晶体没有固定熔点;选项D,晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些差异。
9.选C 由两种物质的微观结构可知,Ⅰ中微粒呈周期性有序排列,Ⅱ中微粒排列相对无序,故Ⅰ为晶体,Ⅱ为非晶体。晶体具有自范性,因此可以自发地呈现多面体外形,A正确。晶体有固定的熔、沸点,B正确。非晶体的物理性质具有各向同性,C错误。X射线衍射实验可以检验晶体和非晶体,图谱明显不同,D正确。
10.选C 玻璃态水无固定形状,不存在晶体结构,故玻璃态水不是晶体,因密度不变,因此水转变为玻璃态时体积不变,水的化学性质也不变。
11.(1)②⑤⑥⑧⑨ ①③④⑦⑩
(2)规则的几何外形 没有规则的几何外形 各向同性 各向异性 (3)②④
12.解析:获得晶体有三条途径:熔融态物质凝固;气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华);溶质从溶液中析出(结晶)。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是冷却碘蒸气;(2)观察到的实验现象是烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有紫黑色的晶体;(3)在表面皿上碘是晶体;(4)这种方法是凝华,制取晶体的方法还有熔融态物质的凝固、结晶。
答案:(1)冷却碘蒸气 (2)烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有紫黑色的晶体 (3)晶体 (4)凝华 熔融态物质的凝固
结晶
13.(1)熔融态 (2)水溶液 (3)烷烃 等离子体
14.选D 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,说明该液晶同时具有各向异性和弹性,A正确;在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,则这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动,B正确;撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状,则该液晶弹性体具有形状记忆功能,C正确;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,不是介于液态和固态之间的状态,D错误。
15.解析:(1)从粒子在微观空间里是否有有序性和自范性角度观察。(2)A项,玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体;B项,许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形,但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形,所以固体粉末也可能是晶体;C项,晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性。(3)A项,两者化学成分均是SiO2,玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的,水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的;D项,石英玻璃是非晶态二氧化硅。
答案:(1)非晶硅 晶体硅 (2)AC (3)BC
