第2章 固体与液体
第1节 固体类型及微观结构
[教材链接] 1.(1)晶体 非晶体
2.(1)单晶体 多晶体 (2)①规则 平面 多面体 ②各向异性 固定 (3)①杂乱无章 ②各向同性 固定
3.相互转化
例1 C [解析] 多晶体和非晶体都没有规则的几何外形,故A错误;单晶体和多晶体都有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,故B错误;食盐和蔗糖是晶体,玻璃是非晶体,故D错误;多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性,故C正确.
例2 D [解析] 固体甲在ab段表示熔化的过程,温度保持不变,因此一定是晶体;而固体乙在整个升温的过程中,没有固定的熔点,因此一定是非晶体,A错误;如果固体甲是多晶体,也没有确定的几何外形,B错误;如果甲是多晶体,则不表现为各向异性,C错误;同种化学成分,有时可以形成晶体,有时也可以形成非晶体,D正确.
例3 B [解析] 单晶体表现为各向异性,则熔化了的石蜡形成椭圆形,非晶体和多晶体表现为各向同性,则熔化了的石蜡形成圆形,根据题给条件无法确定甲、乙熔点的高低,故B正确,A、C、D错误.
[教材链接] 1.(1)不一样 异性 (2)相同 同性
2.排列形式
3.分子势能 温度 分子势能
[物理观念] 单晶体内部,在不同方向的等长线段上,微粒的个数是不相等的,而非晶体,在不同方向的等长线段上,微粒的个数大致相等.
例4 BC [解析] 固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体是相对的,在一定的条件下可以相互转化,A错误;天然石英表现为各向异性,是由于组成该物质的微粒在空间的排列是规则的,具有空间上的周期性,C正确;相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体,组成它们的微粒能够按照不同的排列规律在空间分布,如金刚石与石墨,B正确,D错误.
例5 D [解析] 石墨、石墨烯都是单晶体,石墨与石墨烯等都是碳元素的单质,故A、B错误;石墨、石墨烯的物理性质都表现为各向异性,故C错误;他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的,故D正确.
随堂巩固
1.AC [解析] 非晶体没有固定的熔点,晶体有固定的熔点,故选项A正确;非晶体没有天然的规则的几何形状,单晶体才有,故选项B错误;非晶体具有各向同性,故选项C正确;非晶体分子在空间上的排列没有规律,故选项D错误.
2.B [解析] 金刚石、食盐和水晶是晶体,玻璃是非晶体,故A错误;单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故B正确;单晶体具有确定的几何形状,多晶体没有确定的几何形状,故C错误;一定条件下,晶体、非晶体可以相互转化,故D错误.
3.见解析
[解析] (1)它们是同素异形体,由于结构不同,彼此间物理性质有很大差异,故正确;
(2)由金刚石和富勒烯的排列规则可知它们都是单晶体,故错误;
(3)金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯它们是同素异形体,即由相同元素组成、不同形态的单质,它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同,故正确.第2章 固体与液体
第1节 固体类型及微观结构
1.D [解析] 多晶体和非晶体没有规则的外形,所以不能区分,故A错误;多晶体和非晶体具有各向同性,所以不能区分,故B错误;多晶体和非晶体没有导电各向异性,所以不能区分,故C错误;晶体具有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,所以能区分,故D正确.
2.AD [解析] 非晶体没有确定的熔点,在物理性质上表现为各向同性,故A、D正确.
3.AD [解析] 在晶体熔化过程中,不断吸热,但温度却保持不变(熔点对应的温度),而非晶体没有确定的熔点,不断加热,非晶体先变软,然后熔化,温度不断上升,因此甲对应的是晶体,乙对应的是非晶体.
4.A [解析] 用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1'、O2O2'方向测量结果均相同,说明该样品沿O1O1'和O2O2'方向电阻率(即导电性能)不同,即物理性质表现为各向异性,A正确,B、C错误.如果是普通金属,可以分析出沿O1O1'方向电阻比较大,D错误.
5.B [解析] 空间点阵是晶体的一个特殊结构,是晶体的一个特性,A错误;不管是晶体还是非晶体,组成物质的微粒永远在做热运动,C错误;单晶体的各个平面上,微粒数不等,非晶体的各个平面上,微粒数基本相等,D错误.
6.A [解析] 晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否具有各向异性,故A正确;由单晶体的微观结构特点可知,单晶体内部的分子是有规则地、周期性地在空间排列,故B错误;同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质,故C错误;石墨与金刚石的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们质地柔软,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,故D错误.
7.C [解析] 晶体中的分子只在平衡位置附近振动,不会沿三条线方向发生定向移动,故A错误;三条线段上晶体分子的数目不同,表明晶体的物理性质是各向异性的,故B、D错误,C正确.
8.A [解析] 食盐晶体是正六面体,选项A正确;食盐具有各向异性,但并非所有的物理性质都具有各向异性,选项B错误;食盐颗粒受潮粘连成食盐块时,形状不规则,但仍是晶体,选项C错误;食盐在熔化时,要吸收热量,温度保持不变,所以内能增加,选项D错误.
9.A [解析] 晶体有固定的熔点,熔化过程吸收的热量用于破坏空间点阵结构,因温度不变,所以分子动能不变,吸收的热量用于增加分子势能,内能增加,所以A选项正确.
10.C [解析] 天然水晶是单晶体,具有规则的几何外形,有固定的熔点,微观粒子的空间排列规则,A、B错误;天然水晶是单晶体,有固定的熔点,在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变,C正确;天然水晶是单晶体,在光学性质上表现为各向异性,D错误.
11.CD [解析] 单晶体表现为各向异性,而多晶体和非晶体表现为各向同性,根据题意可知,圆板在两个不同方向的导电性不同,则表现为各向异性,为单晶体,故选C、D.
12.B [解析] “冰状雪”有固定的熔点,是晶体,故A错误;“冰状雪”密度较大,在同样条件下,同体积的“冰状雪”比自然雪熔化得慢,故B正确;3 ℃的水通过造雪机转化为雪时,需要放出热量,故C错误;“冰状雪”是晶体,熔化成水的过程中温度不变,故D错误.第2章 固体与液体
第1节 固体类型及微观结构
学习任务一 晶体和非晶体
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1.固体的分类
(1)分类:固体通常可以分为 和 两大类.
(2)实例
①晶体:糖、盐、金、银、铜、铁、锡、铝等.
②非晶体:玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等.
2.单晶体与多晶体
(1)晶体可分为 和 两类.
(2)单晶体
①结构特点:具有 的几何形状,外形都是由若干个 围成的 .
②物理性质:在力学、热学、电学、光学等物理性质表现为 ,有 的熔点.
(3)多晶体
①结构特点:没有规则的几何形状,都是由大量细微的单晶体 地排列在一起构成的.
②物理性质:物理性质上表现为 ,有 的熔点.
3.晶体与非晶体的转化
晶体与非晶体在一定的条件下可以 ,如非晶体的玻璃经过加热冷却反复处理,可使其结构有序化,变为多晶体;传统的金属晶体经过急冷处理,可制得非晶态金属——金属玻璃.
[物理观念] 单晶体、多晶体和非晶体的比较
晶体 非晶体
单晶体 多晶体
典型 物质 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶
例1 [2024·重庆八中月考] 随着科技的发展,国家对晶体材料的研究越来越深入,尤其是对稀土晶体的研究,已经走在世界的前列.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 ( )
A.晶体都有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形
B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
C.多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性
D.玻璃和食盐都是晶体,蔗糖是非晶体
[反思感悟]
例2 固体甲和乙在一定压强下的熔化曲线如图,纵轴表示温度,横轴表示时间,下列说法正确的是 ( )
A.固体甲一定是晶体,固体乙不一定是非晶体
B.甲一定有确定的几何外形,乙一定没有确定的几何外形
C.在热传导方面甲一定表现出各向异性,乙一定表现出各向同性
D.甲和乙的化学成分可能相同
[反思感悟]
例3 [2024·三明期中] 甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡,然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面,接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状,对这两种薄片,下列说法中正确的是 ( )
A.甲的熔点一定高于乙的熔点
B.甲一定是晶体
C.乙一定是晶体
D.乙一定是非晶体
[反思感悟]
【要点总结】
1.区分晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点,区分单晶体与多晶体的关键是看有无规则的几何形状及物理性质是各向异性还是各向同性.
2.单晶体并不是在各种物理性质上都表现出各向异性,而是单晶体往往只有某种物理性质具有明显的各向异性.
3.由于多晶体和非晶体都具有各向同性及无规则的几何形状的特点,所以仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是多晶体还是非晶体.
学习任务二 固体的微观结构
[教材链接] 阅读教材“固体的微观结构”相关内容,完成下列填空:
1.微观结构
(1)单晶体:单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是 的,所以单晶体在物理性质上表现为各向 .
(2)非晶体:非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本 ,所以非晶体在物理性质上表现为各向 .
2.同素异形体
同种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体,虽然构成这些晶体的物质微粒都相同,但是由于它们的 不同,物理性质也不同.
3.晶体具有确定熔点的解释
晶体在熔化成液体的过程中,规则排列的分子之间的距离要增加,分子间的作用力表现为引力,外界提供的热量用来克服分子的引力做功,使 增大,而分子平均动能不变,所以熔化过程中 不变,吸收的热量只转化成 .
[物理观念] 如图为单晶体和非晶体分子在某一平面上的排列示意图,观察它们在不同方向上的排列情况,说出它们有什么不同.
例4 (多选)下列说法正确的是 ( )
A.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体是绝对的,是不可以相互转化的
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.天然石英表现为各向异性,是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着
D.同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律相同
[反思感悟]
例5 [2024·福州期末] 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的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0.34 nm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.石墨是单晶体,石墨烯是多晶体
C.石墨的物理性质表现为各向异性,石墨烯的物理性质表现为各向同性
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
[反思感悟]
【要点总结】
对单晶体各向异性的解释
图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同.线段AB上物质微粒较多,线段AD上较少,线段AC上更少.因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.
2.对晶体具有确定熔点的解释
晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.
1.(非晶体)(多选)[2020·江苏卷] 玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的有 ( )
A.没有固定的熔点
B.天然具有规则的几何形状
C.沿不同方向的导热性能相同
D.分子在空间上周期性排列
2.(晶体和非晶体)[2024·福州一中月考] 关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 ( )
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
C.单晶体和多晶体都具有确定的几何形状
D.一定条件下,晶体可以转化为非晶体,但非晶体不能转化为晶体
3.观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构,判断下列几种说法的正误,并说明原因.
(1)它们的物理性质有很大的差异.
(2)金刚石是单晶体,富勒烯是多晶体.
(3)它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同.第2章 固体与液体
第1节 固体类型及微观结构建议用时:40分钟
◆ 知识点一 晶体和非晶体
1.[2024·湖南长沙一中月考] 辨别物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是 ( )
A.从外形来判断
B.从各向异性或各向同性来判断
C.从导电性能来判断
D.从是否具有确定的熔点来判断
2.(多选)如图所示,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.这种独特的感觉源于建筑外墙采用了一种叫作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,其特性是 ( )
A.具有各向同性
B.具有各向异性
C.具有确定的熔点
D.没有确定的熔点
3.(多选)如图所示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 ( )
A.甲对应的是晶体
B.乙对应的是晶体
C.甲对应的是非晶体
D.乙对应的是非晶体
4.一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品,长AB是宽AD的两倍,如图所示.如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1'和O2O2'方向测量,结果阻值均为R,则这块样品可能是 ( )
A.单晶体 B.多晶体
C.非晶体 D.普通金属
◆ 知识点二 晶体的微观结构
5.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 ( )
A.它们由不同的空间点阵构成
B.晶体内部的物质微粒是有规则地排列的,非晶体内部的物质微粒在不停地运动着
C.晶体内部的物质微粒是静止的,而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的
D.在物质内部的各个平面上,微粒数相等的是晶体,微粒数不等的是非晶体
6.[2024·厦门期中] 下列关于固体的叙述,正确的是 ( )
A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B.单晶体内部的分子排列是不规则的
C.同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质
D.石墨的硬度比金刚石差得多,是由于它的微粒没有按空间点阵分布
7.晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子),图中AB、AC、AD为等长的三条线段.下列说法正确的是 ( )
A.A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动
B.三条线段上晶体分子的数目相同,表明晶体的物理性质是各向同性的
C.三条线段上晶体分子的数目不同,表明晶体的物理性质是各向异性的
D.以上说法均不正确
8.[2024·三明期末] 食盐是我们生活中不可缺少的调味品,通过研究,我们知道了食盐的微观结构如图所示.则下列说法正确的是 ( )
A.食盐晶体是正六面体
B.食盐所有的物理性质都具有各向异性
C.食盐颗粒受潮粘连成食盐块时,形状不规则,是非晶体
D.食盐在熔化时,要吸收热量,温度保持不变,所以内能也不变
9.晶体熔化过程中所吸收的热量,主要用于 ( )
A.破坏空间点阵结构,增加分子势能
B.破坏空间点阵结构,增加分子动能
C.破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能
D.破坏空间点阵结构,增加分子势能,但不增加分子动能和内能
10.[2024·江苏连云港期中] 江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地,有着“中国水晶之都”的美誉.天然的水晶具有规则的几何外形,如图甲、乙、丙所示.关于天然水晶,下列说法正确的是 ( )
A.具有规则的几何外形,但是没有固定的熔点
B.微观粒子的空间排列不规则
C.在熔化过程中分子平均动能不变
D.在光学性质上表现为各向同性
11.(多选)如图所示,ACBD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板.AB和CD是互相垂直的两条直径,在圆板所处平面内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 ( )
A.圆板是非晶体
B.圆板是多晶体
C.圆板是单晶体
D.圆板在各个方向上导电性不同
12.[2024·南平期中] 北京冬奥会中国科研团队突破人工造雪核心技术“冰状雪”的难关,成功制造出适应大陆性季风气候特点的合格“冰状雪”.“冰状雪”可以减小雪道表面与滑雪板间的摩擦力,保证雪道表面不易变形.即使在运动员高速转向的情况下,也能保证雪道表面平整光滑.不论选手第几个出场,雪道都可以处于相对完美的状态,以此确保比赛的公平性.已知普通雪密度是每立方厘米0.1克至0.4克,而“冰状雪”密度则需要达到每立方厘米0.65克.下列说法正确的是 ( )
A.“冰状雪”没有规则的形状,是非晶体
B.在同样条件下,同体积的“冰状雪”比自然雪熔化得慢
C.3 ℃的水通过造雪机转化为雪时,需要吸收热量
D.“冰状雪”熔化成水的过程中温度会不断变化(共41张PPT)
第1节 固体类型及微观结构
学习任务一 晶体和非晶体
学习任务二 固体的微观结构
备用习题
随堂巩固
学习任务一 晶体和非晶体
［教材链接］ 阅读教材“晶体和非晶体”相关内容，完成下列填空：
1.固体的分类
(1)分类：固体通常可以分为______和________两大类.
(2)实例
①晶体：糖、盐、金、银、铜、铁、锡、铝等.
②非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等.
晶体
非晶体
2.单晶体与多晶体
(1) 晶体可分为________和________两类.
单晶体
多晶体
(2) 单晶体
① 结构特点：具有______的几何形状，外形都是由若干个______围成的________.
② 物理性质：在力学、热学、电学、光学等物理性质表现为__________，有______的熔点.
规则
平面
多面体
各向异性
固定
(3) 多晶体
① 结构特点：没有规则的几何形状，都是由大量细微的单晶体__________地排列在一起构成的.
② 物理性质：物理性质上表现为__________，有______的熔点.
杂乱无章
各向同性
固定
3.晶体与非晶体的转化
晶体与非晶体在一定的条件下可以__________，如非晶体的玻璃经过加热冷却反复处理，可使其结构有序化，变为多晶体；传统的金属晶体经过急冷处理，可制得非晶态金属——金属玻璃.
相互转化
［物理观念］ 单晶体、多晶体和非晶体的比较
晶体 非晶体
单晶体 多晶体
典型物质 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶
例1 [2024·重庆八中月考] 随着科技的发展，国家对晶体材料的研究越来越深入,尤其是对稀土晶体的研究,已经走在世界的前列.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.晶体都有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形
B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
C.多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性
D.玻璃和食盐都是晶体,蔗糖是非晶体
√
[解析] 多晶体和非晶体都没有规则的几何外形,故A错误;单晶体和多晶体都有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,故B错误;食盐和蔗糖是晶体,玻璃是非晶体,故D错误;多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性,故C正确.
例2 固体甲和乙在一定压强下的熔化曲线如图,纵轴表示温度,横轴表示时间,下列说法正确的是( )
A.固体甲一定是晶体,固体乙不一定是非晶体
B.甲一定有确定的几何外形,乙一定没有确定的几何外形
C.在热传导方面甲一定表现出各向异性,乙一定表现出各向同性
D.甲和乙的化学成分可能相同
√
[解析] 固体甲在段表示熔化的过程,温度保持不变,因此一定是晶体;而固体乙在整个升温的过程中,没有固定的熔点,因此一定是非晶体,A错误;如果固体甲是多晶体,也没有确定的几何外形,B错误;如果甲是多晶体,则不表现为各向异性,C错误;同种化学成分,有
时可以形成晶体,有时也可以形成非晶体,D正确.
例3 [2024·三明期中] 甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是( )
A.甲的熔点一定高于乙的熔点 B.甲一定是晶体
C.乙一定是晶体 D.乙一定是非晶体
√
[解析] 单晶体表现为各向异性，则熔化了的石蜡形成椭圆形，非晶体和多晶体表现为各向同性，则熔化了的石蜡形成圆形，根据题给条件无法确定甲、乙熔点的高低，故B正确，A、C、D错误.
【要点总结】
1.区分晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点,区分单晶体与多晶体的关键是看有无规则的几何形状及物理性质是各向异性还是各向同性.
2.单晶体并不是在各种物理性质上都表现出各向异性,而是单晶体往往只有某种物理性质具有明显的各向异性.
3.由于多晶体和非晶体都具有各向同性及无规则的几何形状的特点,所以仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是多晶体还是非晶体.
学习任务二 固体的微观结构
［教材链接］ 阅读教材“固体的微观结构”相关内容，完成下列填空：
1.微观结构
(1) 单晶体：单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是_________的，所以单晶体在物理性质上表现为各向______.
(2) 非晶体：非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本______，所以非晶体在物理性质上表现为各向______.
不一样
异性
相同
同性
2.同素异形体
同种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体，虽然构成这些晶体的物质微粒都相同，但是由于它们的__________不同，物理性质也不同.
排列形式
3.晶体具有确定熔点的解释
晶体在熔化成液体的过程中，规则排列的分子之间的距离要增加，分子间的作用力表现为引力，外界提供的热量用来克服分子的引力做功，使__________增大，而分子平均动能不变，所以熔化过程中______不变，吸收的热量只转化成__________.
分子势能
温度
分子势能
［物理观念］ 如图为单晶体和非晶体分子在某一平面上的排列示意图，观察它们在不同方向上的排列情况，说出它们有什么不同.
[答案] 单晶体内部，在不同方向的等长线段上，微粒的个数是不相等的，而非晶体，在不同方向的等长线段上，微粒的个数大致相等.
例4 (多选)下列说法正确的是( )
A.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
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.天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着
D.同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律相同
√
√
[解析] 固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是相对的，在一定的条件下可以相互转化，A错误；天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间的排列是规则的，具有空间上的周期性，C正确；相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体，组成它们的微粒能够按照不同的排列规律在空间分布，如金刚石与石墨，B正确，D错误.
例5 [2024·福州期末] 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的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.石墨是单晶体，石墨烯是多晶体
C.石墨的物理性质表现为各向异性，石墨烯的物理性质表现为各向同性
D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
√
[解析] 石墨、石墨烯都是单晶体，石墨与石墨烯等都是碳元素的单质，故A、B错误；石墨、石墨烯的物理性质都表现为各向异性，故C错误；他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D正确.
【要点总结】
1.对单晶体各向异性的解释
图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.在沿不同方向所画的等长线段、、上物质微粒的数目不
同.线段上物质微粒较多,线段上较少,线段上更少.因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同.
2.对晶体具有确定熔点的解释
晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.
1.(多选)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,说明蜂蜡是单晶体
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不相同
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[解析]食盐熔化过程中,温度保持不变,即熔点一定,说明食盐是晶体,故A正确;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,说明云母片是单晶体,故B错误;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规则,故C错误;石墨和金刚石组成它们的化学元素是相同的,都是碳原子,它们的物理性质不同,是由于碳原子排列结构不同造成的,故D正确.
2.江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地,有着“世界水晶之都”的美誉.天然的水晶具有规则的几何外形,如图所示.关于天然水晶,下列说法正确的是( )
A.具有规则的几何外形,但是没有固定的熔点
B.微观粒子的空间排列不规则
C.在熔化过程中分子平均动能不变
D.表现为各向同性
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[解析]水晶是单晶体,具有规则的几何外形,有固定的熔点,在熔化过程中温度不变,分子的平均动能不变,A错误,C正确;单晶体的微观粒子的空间排列规则,B错误;单晶体表现为各向异性,D错误.
3. (多选)北京冬奥会给世界各地的人们带来了寒冬中的温暖,雪花形主火炬(图甲)的创意展现出中国智慧,符合科学事实(图乙),实际上雪花的形态有很多种(图丙).关于雪花的下列说法正确的是( )
A.雪花是晶体
B.雪花具有各向异性
C.雪花融化成的水是液态的晶体
D.没有两片雪花是相同的,因此雪花属于非晶体
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[解析]雪花具有规则的几何形状,是晶体,物理性质具有各向异性,A、B正确;雪花融化成的水是液体,不是固体,晶体是固体中的一类, C错误;没有两片雪花是相同的,但雪花有规则的形状,雪花是晶体,D错误.
4.(1)如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体,图乙是生活中常见的几种非晶体,请在图片基础上思考以下问题:
①晶体与非晶体在外观上有什么不同
②没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗
[解析] (1)①单晶体有规则的几何外形,非晶体无规则的几何外形.
②不是.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而形成的,所以多晶体也没有规则的几何外形.
(2)在玻璃片和云母片上分别涂上一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触玻璃片及云母片的另一面,石蜡熔化,如图丙所示,那么你看到的现象及得出的结论是什么
[解析] (2)玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形,说明玻璃沿各个方向的导热性能相同.云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形,说明云母沿不同方向的导热性能不相同.
5.如图所示是对某种合金连续不断地加热过程中,温度随时间变化的曲线,据图回答:
(1)这种合金在固态时是不是晶体
(2)这种合金的熔点是多少
(3)熔化过程用了多少时间
(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态
[答案] (1)是 (2)210 ℃ (3)8 min (4)固、 液共存状态
[解析] (1)图像中BC段表示该合金的熔化过程,说明有确定的熔点,所以这种合金在固态时是晶体
(2)熔点为210 ℃
(3)熔化过程所用时间Δt=(14-6) min=8 min
(4)BC段就表示这种合金的熔化过程,合金处于固、液共存状态
1.(非晶体)(多选)[2020·江苏卷] 玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的有( )
A.没有固定的熔点 B.天然具有规则的几何形状
C.沿不同方向的导热性能相同 D.分子在空间上周期性排列
[解析] 非晶体没有固定的熔点,晶体有固定的熔点,故选项A正确;非晶体没有天然的规则的几何形状,单晶体才有,故选项B错误;非晶体具有各向同性,故选项C正确;非晶体分子在空间上的排列没有规律,故选项D错误.
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2.(晶体和非晶体)[2024·福州一中月考] 关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
C.单晶体和多晶体都具有确定的几何形状
D.一定条件下,晶体可以转化为非晶体,但非晶体不能转化为晶体
[解析] 金刚石、食盐和水晶是晶体,玻璃是非晶体,故A错误;单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故B正确;单晶体具有确定的几何形状,多晶体没有确定的几何形状,故C错误；一定条件下,晶体、非晶体可以相互转化,故D错误.
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3.观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构,判断下列几种说法的正误,并说明原因.
(1)它们的物理性质有很大的差异.
(2)金刚石是单晶体,富勒烯是多晶体.
(3)它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同.
[答案] 见解析
[解析] (1)它们是同素异形体,由于结构不同,彼此间物理性质有很大差异,故正确;
(2)由金刚石和富勒烯的排列规则可知它们都是单晶体,故错误;
(3)金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯它们是同素异形体,即由相同元素组成、不同形态的单质,它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同,故正确.
