2.1 晶体和非晶体 学案 (1)

第1讲　晶体和非晶体
[目标定位]　1.知道固体及其分类.2.了解单晶体与多晶体.3.会区分晶体与非晶体．
一、固体及其分类
固体可分为：
(1)晶体如石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等．
(2)非晶体如玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．
二、单晶体与多晶体
1．晶体有固定的熔点，可分为单晶体和多晶体两类．
2．单晶体
(1)结构特点：有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体．
(2)物理性质：在机械强度、导热性、导电性及光学性质等方面，通常表现为各向异性．
3．多晶体
(1)结构特点：没有规则的几何形状，由大量细微的小晶粒杂乱无章地排列在一起构成的．
(2)物理性质：在机械强度、导热性、导电性及光学性质等方面，体现出各向同性．
三、非晶体的宏观特征
1．结构特点：没有规则的几何形状．(填“有”或“没有”)
2．物理性质：(1)各向同性．(2)没有固定的熔点．(填“有”或“没有”)
一、正确理解晶体与非晶体的区别
1．单晶体、多晶体与非晶体的区别
分类
宏观外形
物理性质
非晶体
没有确定的形状
①没有固定熔点②导电、导热、光学性质等表现为各向同性
晶体
单晶体
有规则的几何形状
①有固定熔点②导热、导电、光学性质等表现为各向异性
多晶体
没有确定的形状
①有固定的熔点②导热、导电、光学性质等表现为各向同性
2.晶体与非晶体在熔化过程中的区别
(1)晶体有固定的熔点，即晶体升高到一定的温度时，才能熔化如图1甲所示；非晶体没有固定的熔点，即非晶体随温度的不断升高，逐渐由固态变成液态，如图乙所示．
(2)晶体在熔化过程中，虽然持续吸热，但温度保持不变，直到晶体全部熔化为液态后，再继续加热，温度才继续升高；非晶体在熔化过程中也要吸热，同时温度不断升高．
晶体的熔化图象　　　　非晶体的熔化图象
图1
注意　(1)若经过人为加工，非晶体和多晶体也可以有规则的形状．
(2)晶体和非晶体在一定条件下也可以相互转化．
例1　下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体
C．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体
D．所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
答案　D
解析　只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚地观察到，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有固定的熔点，而非晶体无固定的熔点，故D对．
例2　如图2所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程．图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T.从图中可以确定的是______(填选项前的字母)．
图2
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
答案　B
解析　只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确，A、C、D错误．
针对训练　某一固体具有一定的熔点，那么它(　　)
A．一定是晶体
B．一定是非晶体
C．是多晶体
D．不一定是非晶体
答案　A
解析　无论是单晶体还是多晶体都有一定的熔点．
二、各向异性与各向同性
在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体和多晶体具有各向同性．
1．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．
2．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．
注意：单晶体具有各向异性，但不一定各种性质都表现出各向异性．
例3　关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　)
A．可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体
C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该固体球一定是单晶体
D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶体
答案　C
解析　多晶体和非晶体都显示各向同性，只有单晶体显示各向异性，所以A错、B错、C正确．单晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，换言之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以D错．故选C.
例4　某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体(　　)
A．一定是非晶体
B．可能具有固定的熔点
C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形
D.一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质
答案　B
解析　导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，多晶体具有固定的熔点，因此B选项正确，A选项错误；物体外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；单晶体也不一定各个物理特性都有各向异性，故D选项错误.
晶体与非晶体的区别
1．下面哪些现象能说明晶体与非晶体的区别(　　)
A．食盐粒是立方体，蜂蜡无规则外形
B．金刚石的密度大，石墨的密度小
C．冰熔化时，温度保持不变，松香熔化时温度不断升高
D．石墨可导电，沥青不导电
答案　C
解析　晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，选项C正确．在外形上，单晶体有天然规则的几何外形，而多晶体、非晶体均没有确定的形状．其他物理性质，如密度、导电性等，不能区别晶体与非晶体．故A、B、D项错误．
2．如图3是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线判断下列说法正确的是(　　)
图3
A．a是晶体
B．b是晶体
C．a是非晶体
D．b是非晶体
答案　AD
解析　晶体在熔化过程中不断吸热，但温度却保持不变(熔点对应的温度)，而非晶体没有固定的熔点，加热过程，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体．
各向异性与各向同性
3．北京奥运会的国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它游泳池中心内部设施尽收眼底．这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料．这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是(　　)
A．在物理性质上具有各向同性
B．在物理性质上具有各向异性
C．具有固定的熔点
D．没有固定的熔点
答案　AD
解析　因为这种材料属于非晶体，因此在物理性质上具有各向同性，没有固定的熔点，选项A、D正确．
4．如图4所示，ABCD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板．AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后，电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)．关于圆板，下列说法正确的是(　　)
图4
A．圆板是非晶体
B．圆板是多晶体
C．圆板是单晶体
D．圆板沿各个方向导电性能不同
答案　CD
(时间：60分钟)
题组一　晶体和非晶体
1．下列说法中正确的是(　　)
A．玻璃是晶体
B．食盐是非晶体
C．云母是晶体
D．石英是非晶体
答案　C
解析　玻璃是非晶体，食盐、云母、石英是晶体．
2．下列固体中全是由晶体组成的是(　　)
A．石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜
B．石英、玻璃、云母、铜
C．食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香
D．蜂蜡、松香、橡胶、沥青
答案　A
3．如图1所示，甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，从其温度随时间变化的图象可以判断(　　)
图1
A．甲是晶体，乙、丙是非晶体
B．乙是晶体，甲、丙是非晶体
C．乙是非晶体，甲的熔点比丙低
D．乙是非晶体，甲的熔点比丙高
答案　D
解析　由图象可以看出，甲和丙有固定熔点，分别为t2和t1(熔化时不断吸热但温度保持不变)，而乙没有固定熔点，先变软，后熔化，温度不断上升，故甲、丙两固体均为晶体，而乙固体为非晶体，t1题组二　各向异性与各向同性
4．下列说法中正确的是(　　)
A．只要是具有各向异性的固体就必定是晶体
B．只要是不显示各向异性的固体就必定是非晶体
C．只要是具有固定的熔点的固体就必定是晶体
D．只要是不具有固定的熔点的固体就必定是非晶体
答案　ACD
解析　多晶体和非晶体都表现各向同性，只有单晶体表现各向异性，故B错、A对；晶体一定有固定的熔点，而非晶体无固定的熔点，故C、D均正确．
5．云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图2所示，那么(　　)
图2
A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片
B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片
C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体
D．实验说明云母有各向同性，是晶体
答案　AC
解析　单晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性．
6．一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是宽BC的两倍，如图3所示，若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻阻值均为R，则这块样品可能是(　　)
图3
A．单晶体B．多晶体C．非晶体D．金属
答案　A
解析　该样品沿两对称轴O1O1′和O2O2′的长度、横截面积均不同，而电阻相同，表现出导电性能各向异性，单晶体物理性质表现为各向异性．非晶体和多晶体物理性质表现为各向同性，故该样品可能为单晶体．
题组三　综合应用
7．下列说法正确的是(　　)
A．黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有固定的熔点，也没有天然规则的几何形状
答案　D
解析　常见的金属都是多晶体，因而黄金也是多晶体，只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错；同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错；单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性，并不是所有物理性质都表现出各向异性，故C错；玻璃是非晶体，因而没有固定的熔点和规则的几何形状，D对．
8．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图4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5所示，则下列判定可能正确的是(　　)
图4
图5
A．甲、乙是非晶体，丙是晶体
B．甲、丙是晶体，乙是非晶体
C．甲、丙是非晶体，乙是晶体
D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体
答案　BD