人教版物理选择性必修第三册
第二章 气体、固体和液体
第4节 固体
课标要求
1.知道晶体和非晶体的概念。
2.知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。
3.能从微观结构上认识、区分单晶体、多晶体和非晶体。
1.填一填
(1)固体分类
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。
(2)晶体与非晶体的区别
固体分类 宏观外形 物理性质
非晶体 没有规 则的外形 ①没有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为各向同性
晶 体 单晶体 有天然规则的 几何形状 ①有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为各向异性
多晶体 没有确定的 几何形状 ①有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为各向同性
2.判一判
(1)所有晶体都具有天然规则的几何外形。(×)
(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。(√)
(3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体。(×)
3.选一选
[多选]下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别( )
A.食盐是正方体,而蜂蜡无规则几何形状
B.石墨可导电,沥青不能导电
C.冰融化时,温度保持不变,松香受热熔化时温度持续升高
D.金刚石密度大,石墨密度小
解析:选AC 晶体有天然规则的几何形状,具有一定的熔点,而非晶体则没有,故A、C正确。
1.填一填
(1)规则性:单晶体的原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性。
(2)变化或转化:在不同条件下,同种物质的微粒按照不同规则在空间排列,可以生成不同的晶体。例如,石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。例如,天然石英是晶体,熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体。
2.判一判
(1)同一种物质只能形成一种晶体。(×)
(2)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。(√)
(3)金刚石是晶体,石墨是非晶体。(×)
3.想一想
石墨和金刚石都是由碳原子组成的,为什么石墨很软,而金刚石却很坚硬呢?
提示:组成石墨和金刚石的碳原子在空间的排列规则不同,金刚石中碳原子的作用力很强,而石墨中网层之间的碳原子间的作用力很弱,所以金刚石很坚硬,石墨却很松软。
晶体和非晶体的比较
[学透用活]
1.单晶体、多晶体及非晶体的比较
(1)区别:固体可以分为晶体、非晶体两大类,其中晶体又分为单晶体和多晶体,其区别和联系如下:
(2)联系:在一定条件下,晶体可以变为非晶体,非晶体也可以变为晶体。
2.单晶体的各向异性
(1)在物理性质上,单晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的。
①单晶体的各向异性是指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、机械强度、导热性能、导电性能、磁性等。
(2)单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,举例如下:
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。
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,如果沿其各方向的导电性不同,则该固体一定是晶体
D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则一定是多晶体
[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错误,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B、D错误。
[答案] C
[规律方法]
晶体与非晶体、单晶体与多晶体的判断
区分晶体和非晶体的方法是看其有无确定的熔点,晶体具有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,仅从各向同性或几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体。区分单晶体和多晶体的方法是看其是否具有各向异性,单晶体表现出各向异性,而多晶体表现出各向同性。
[对点练清]
1.判断晶体和非晶体比较准确的方法是( )
A.从外形判断
B.从各向异性和各向同性判断
C.从导电性判断
D.从有无确定熔点判断
解析:选D 晶体可以分为单晶体和多晶体,其中多晶体与非晶体在外形上都是没有规则的几何形状,物理特性上都表现为各向同性,所以区分晶体和非晶体不能从外形和物理特性进行判断,但是所有的晶体都具有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,所以可以从有无熔点来区分晶体与非晶体。
2.[多选]关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.有规则的几何外形的固体一定是晶体
B.晶体在物理性质上一定是各向异性的
C.非晶体在适当的条件下可能转化为晶体
D.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点
解析:选CD 外形是否规则可以用人工的方法处理,所以A选项错误;多晶体在物理性质上是各向同性的,B选项错误;实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,C选项正确;晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点,D选项正确。
3.(2025·广东深圳调研)石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料,一层层叠起来就是石墨,1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是( )
A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B.石墨烯中的碳原子始终静止不动
C.石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变
D.石墨烯中的碳原子之间只存在引力作用
解析:选C 石墨有固定的熔点,是晶体,石墨烯是从石墨中提取出来的新材料,也有固定的熔点,是晶体,故A错误;石墨烯中的碳原子是一直运动的,故B错误;石墨烯是晶体,在熔化过程中温度不变,故碳原子的平均动能不变,故C正确;石墨烯中的碳原子之间同时存在分子引力和分子斥力,故D错误。
晶体微观结构的理解
[学透用活]
1.晶体的微观结构特点
(1)组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子),按照一定的规则在空间中整齐地排列。
(2)晶体中物质微粒的相互作用很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离。
(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。
2.晶体与非晶体区别的微观解释
(1)各向异性:如图所示,这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况。从图中可以看出,在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。直线AB上物质微粒较多,直线AD上较少,直线AC上更少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体在不同方向上物理性质的不同。
(2)熔点: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。
[多选]关于晶体和非晶体,正确的说法是( )
A.它们的微观结构不同
B.单晶体内部的物质微粒是有规则地排列,而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
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,微粒数不相等的是非晶体
[解析] 晶体内部结构是有规则的,而非晶体内部结构是无规则的,选项A、B正确;物质微粒都是永不停息地运动着的,选项C错误;从物质微观结构看,选项D错误。
[答案] AB
[规律方法]
解释固体宏观特征的方法
(1)物质微粒的规则排列决定了固体有规则的几何形状、各向异性、有确定熔点等性质。
(2)物质微粒的不规则排列决定了固体没有规则的几何形状、各向同性、无确定熔点等性质。
[对点练清]
1.[多选]关于石墨与金刚石的区别,下列说法中正确的是( )
A.石墨和金刚石是由不同物质生成的不同晶体
B.石墨和金刚石是由同种物质生成的不同微观结构的晶体
C.金刚石中原子间作用力比石墨的大,金刚石有很大的硬度
D.金刚石是单晶体,石墨是多晶体
解析:选BC 石墨和金刚石的化学成分相同,即是同种物质组成的不同晶体,即它们的微观结构不同,所以构成不同的晶体,且都是单晶体,具有不同的物理性质。故B、C正确,A、D错误。
2.[多选]下列叙述中正确的是( )
A.单晶体的各向异性是由于它的微粒按一定规律排列
B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D.石墨的硬度比金刚石的差很多,是由于它的微粒没有按规则在空间分布
解析:选AB 单晶体的各向异性和规则的几何形状,是由于它的微粒按一定规律排列,A、B正确;非晶体没有规则的几何形状和确定的熔点,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的质地柔软,而金刚石的网状结构决定了其碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度,D错误。
一、晶体熔化过程中吸收的热量去向分析(科学思维)
晶体在熔化过程中吸收的热量主要用于( )
A.增加分子动能
B.增加分子势能
C.增加分子势能和分子动能
D.不增加分子势能和分子动能
[解析] 晶体有固定的熔点,熔化过程中温度不变,分子平均动能不变,吸收的热量主要用于破坏空间点阵结构,增加分子势能,故选项B正确,A、C、D均错误。
[答案] B
二、单晶体、多晶体和非晶体的判断(物理观念)
[多选]在甲、乙、丙三种固体薄片的上表面涂一层很薄的石蜡,用烧热的钢针接触固体薄片的下表面,石蜡熔化的范围分别如图(a)(b)(c)所示,而甲、乙、丙在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(d)所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙为非晶体,丙为晶体
B.甲、丙为晶体, 乙为非晶体
C.甲、丙为非晶体,乙为晶体
D.甲可能为多晶体, 乙为非晶体,丙为单晶体
[解析] 由题图(d)可知,甲、丙有固定的熔点,而乙没有固定的熔点,故甲、丙为晶体,乙为非晶体,又由题图(a)、(c)可知,甲具有各向同性,而丙具有各向异性,所以甲可能为多晶体,而丙为单晶体,由上所述可知,选项B、D均正确,A、C均错误。
[答案] BD
A级—双基达标
1.下列说法中正确的是( )
A.常见的金属材料都是多晶体
B.只有非晶体才显示各向同性
C.凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体
D.多晶体一定显示各向异性
解析:选A 常见金属材料都是多晶体,故选项A正确;具有规则几何形状的固体不一定是晶体,如有规则形状的蜡烛不是晶体,故选项C错误;多晶体和非晶体均显示各向同性,故选项B、D错误。
2.下列说法中正确的是( )
A.黄金可以切割加工成任意形状,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.玻璃没有确定的熔点,也没有天然规则的几何形状
解析:选D 固态金属都是晶体,因而黄金也是晶体。只是因为黄金晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有天然规则的几何形状,A错误;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,B错误;单晶体的各向异性是指某些物理性质是各向异性的,C错误;玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和天然规则的几何形状,D正确。
3.利用扫描隧道显微镜可以得到晶体表面原子排列的图像,从而可以研究晶体的构成规律,下面的照片是三种晶体材料表面的原子排列图像,通过观察、比较,可以得出的结论是( )
A.三种晶体的原子排列都具有规律性
B.三种晶体的原子排列都没有规律性
C.三种晶体的原子都是静止不动的
D.三种晶体的原子都是无间隙地挨在一起的
解析:选A 三种晶体的原子排列不相同,但是对于每一种晶体的原子排列具有各自的规律性,故选项A正确,B错误;晶体的原子在永不停息地做热运动,故选项C错误;原子之间存在间隙,故选项D错误。
4.一块金属整体表现为各向同性是因为( )
A.金属是单晶体
B.金属是多晶体
C.金属晶粒的排列是有序的
D.金属是非晶体
解析:选B 金属晶体有许多小金属晶粒组成,大量的金属晶粒无序的组成了多晶体,因此多晶体整体表现为各向同性,金属整体表现为各向同性的原因是金属是多晶体,故B正确。
5.[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,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
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.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体
D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
解析:选ABC 单晶体具有各向异性,有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同,故选项A正确。例如金刚石和石墨由同种元素构成,但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,故选项B正确。晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化,如天然水晶是晶体,熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)是非晶体,也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体,故选项C正确。熔化过程中,晶体的温度不变,但内能改变,故选项D错误。
6.下列说法错误的是( )
A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为晶体微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的微粒能够形成不同的空间结构
C.具有各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
解析:选C 各向同性的物质不一定是非晶体,多晶体也具有这样的性质,故选项C错误。
7.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A.具有规则几何外形的固体均为晶体
B.晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X光发生有规律的衍射
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.将玻璃加工成规则的形状即变成晶体
解析:选B 晶体有天然规则的几何外形,但是具有规则外形的不一定是晶体,例如玻璃,故A错误;晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X光发生有规律的衍射,B正确;晶体研碎后并没有改变晶体的结构排列,故C错误;玻璃是非晶体,加工成规则的形状,其内部结构依然是无规则的排列,仍是非晶体,故D项错误。
8.[多选]甲、乙、丙三种固体物质,质量相等,加热过程中,相同时间内吸收的热量相等,如图所示为其温度随时间变化的图像,由图可以判断( )
A.甲、丙是晶体,乙是非晶体
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
解析:选AD 甲在升温至t2 ℃时开始熔化,一段时间内温度保持不变;丙在升温至t1 ℃时开始熔化,一段时间内温度保持不变,因此,甲、丙为晶体,且甲的熔点高。乙没有固定的熔点,为非晶体,故选项A、D正确。
9.[多选]有关晶体的排列结构,下列说法正确的是( )
A.同种元素原子按不同的结构排列有相同的物理性质
B.同种元素原子按不同的结构排列有不同的物理性质
C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
解析:选BD 晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质。同种元素原子也会有很多排列结构,例如:碳原子按层状结构排列形成石墨,按网状结构排列形成金刚石,故选项B、D正确。
10.某球形固体物质,其导热性能各向相同,则该物体( )
A.一定是非晶体
B.可能具有确定的熔点
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,因为其具有各向同性的物理性质
解析:选B 导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是晶体,故A选项错误;晶体具有确定的熔点,故B选项正确;物体外形是否规则不是判断物体是否为单晶体的依据,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具有规则的几何外形,当然,这只能是“后天”加工的,故C选项错误;单晶体具有各向异性的特征,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,故当物质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,故D选项错误。
B级—选考提能
11.[多选]岩盐的颗粒很大,我们能清楚地看出它的立方体形状。将大颗粒的岩盐敲碎后,小的岩盐仍然呈立方体形。如图所示是岩盐的平面结构,实心点为氯离子,空心点为钠离子,如果将它们用直线连起来,将构成一系列大小相同的正方形。则( )
A.岩盐是晶体
B.岩盐是非晶体
C.固体岩盐中氯离子是静止的
D.固体岩盐中钠离子是运动的
解析:选AD 岩盐分子按一定规律排列,则岩盐是晶体,故A正确,B错误;根据分子永不停息地做无规则运动,可知固体岩盐中氯离子和钠离子都是运动的,故C错误,D正确。
12.[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动90°后,电流表示数发生了变化(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
解析:选CD 转过90°后电流表示数发生了变化,说明圆板电阻的阻值发生了变化,即显示各向异性,而单晶体显示各向异性,多晶体和非晶体显示各向同性。故C、D正确。
13.如图所示为食盐晶体结构示意图,食盐的晶体是由钠离子(图中○)和氯离子(图中●)组成的,这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上,都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5 g/mol,食盐的密度是2.2 g/cm3,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1,试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。
解析:1 mol食盐中有NA个氯离子和NA个钠离子,离子总数为2NA,因而摩尔体积V与摩尔质量M、物质密度ρ的关系为V=,
所以一个离子所占的体积为V0==。
由题图可知V0就是图中八个离子所夹的立方体的体积,此立方体的边长d==,
而最近的两个钠离子中心的距离
r=d=×
=1.41× m
=4×10-10 m。
答案:4×10-10 m
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第二章 气体、固体和液体
第4节 固体
课标要求
1.知道晶体和非晶体的概念。
2.知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。
3.能从微观结构上认识、区分单晶体、多晶体和非晶体。
1.填一填
(1)固体分类
①晶体:如 、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等。
②非晶体:如 、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。
(2)晶体与非晶体的区别
固体分类 宏观外形 物理性质
非晶体 没有规 则的 ①没有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为
晶 体 单晶体 有天然规则的 ①有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为
多晶体 没有确定的 ①有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为
2.判一判
(1)所有晶体都具有天然规则的几何外形。( )
(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。( )
(3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体。( )
3.选一选
[多选]下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别( )
A.食盐是正方体,而蜂蜡无规则几何形状
B.石墨可导电,沥青不能导电
C.冰融化时,温度保持不变,松香受热熔化时温度持续升高
D.金刚石密度大,石墨密度小
解析:选AC 晶体有天然规则的几何形状,具有一定的熔点,而非晶体则没有,故A、C正确。
1.填一填
(1)规则性:单晶体的原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的 。
(2)变化或转化:在不同条件下,同种物质的微粒按照 在空间排列,可以生成不同的 。例如,石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。例如,天然石英是晶体,熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶体。
2.判一判
(1)同一种物质只能形成一种晶体。( )
(2)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。( )
(3)金刚石是晶体,石墨是非晶体。( )
3.想一想
石墨和金刚石都是由碳原子组成的,为什么石墨很软,而金刚石却很坚硬呢?
提示:组成石墨和金刚石的碳原子在空间的排列规则不同,金刚石中碳原子的作用力很强,而石墨中网层之间的碳原子间的作用力很弱,所以金刚石很坚硬,石墨却很松软。
晶体和非晶体的比较
[学透用活]
1.单晶体、多晶体及非晶体的比较
(1)区别:固体可以分为晶体、非晶体两大类,其中晶体又分为单晶体和多晶体,其区别和联系如下:
(2)联系:在一定条件下,晶体可以变为非晶体,非晶体也可以变为晶体。
2.单晶体的各向异性
(1)在物理性质上,单晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的。
①单晶体的各向异性是指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、机械强度、导热性能、导电性能、磁性等。
(2)单晶体具有各向异性,并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性,举例如下:
①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。
②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。
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,如果沿其各方向的导电性不同,则该固体一定是晶体
D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则一定是多晶体
[对点练清]
1.判断晶体和非晶体比较准确的方法是( )
A.从外形判断
B.从各向异性和各向同性判断
C.从导电性判断
D.从有无确定熔点判断
2.[多选]关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )
A.有规则的几何外形的固体一定是晶体
B.晶体在物理性质上一定是各向异性的
C.非晶体在适当的条件下可能转化为晶体
D.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点
3.(2025·广东深圳调研)石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料,一层层叠起来就是石墨,1毫米厚的石墨约有300万层石墨烯。下列关于石墨烯的说法正确的是( )
A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B.石墨烯中的碳原子始终静止不动
C.石墨烯熔化过程中碳原子的平均动能不变
D.石墨烯中的碳原子之间只存在引力作用
晶体微观结构的理解
[学透用活]
1.晶体的微观结构特点
(1)组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子),按照一定的规则在空间中整齐地排列。
(2)晶体中物质微粒的相互作用很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离。
(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。
2.晶体与非晶体区别的微观解释
(1)各向异性:如图所示,这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况。从图中可以看出,在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。直线AB上物质微粒较多,直线AD上较少,直线AC上更少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体在不同方向上物理性质的不同。
(2)熔点: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。
[多选]关于晶体和非晶体,正确的说法是( )
A.它们的微观结构不同
B.单晶体内部的物质微粒是有规则地排列,而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
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,微粒数不相等的是非晶体
[对点练清]
1.[多选]关于石墨与金刚石的区别,下列说法中正确的是( )
A.石墨和金刚石是由不同物质生成的不同晶体
B.石墨和金刚石是由同种物质生成的不同微观结构的晶体
C.金刚石中原子间作用力比石墨的大,金刚石有很大的硬度
D.金刚石是单晶体,石墨是多晶体
2.[多选]下列叙述中正确的是( )
A.单晶体的各向异性是由于它的微粒按一定规律排列
B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D.石墨的硬度比金刚石的差很多,是由于它的微粒没有按规则在空间分布
一、晶体熔化过程中吸收的热量去向分析(科学思维)
晶体在熔化过程中吸收的热量主要用于( )
A.增加分子动能
B.增加分子势能
C.增加分子势能和分子动能
D.不增加分子势能和分子动能
二、单晶体、多晶体和非晶体的判断(物理观念)
[多选]在甲、乙、丙三种固体薄片的上表面涂一层很薄的石蜡,用烧热的钢针接触固体薄片的下表面,石蜡熔化的范围分别如图(a)(b)(c)所示,而甲、乙、丙在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图(d)所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙为非晶体,丙为晶体
B.甲、丙为晶体, 乙为非晶体
C.甲、丙为非晶体,乙为晶体
D.甲可能为多晶体, 乙为非晶体,丙为单晶体
A级—双基达标
1.下列说法中正确的是( )
A.常见的金属材料都是多晶体
B.只有非晶体才显示各向同性
C.凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体
D.多晶体一定显示各向异性
2.下列说法中正确的是( )
A.黄金可以切割加工成任意形状,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.玻璃没有确定的熔点,也没有天然规则的几何形状
3.利用扫描隧道显微镜可以得到晶体表面原子排列的图像,从而可以研究晶体的构成规律,下面的照片是三种晶体材料表面的原子排列图像,通过观察、比较,可以得出的结论是( )
A.三种晶体的原子排列都具有规律性
B.三种晶体的原子排列都没有规律性
C.三种晶体的原子都是静止不动的
D.三种晶体的原子都是无间隙地挨在一起的
4.一块金属整体表现为各向同性是因为( )
A.金属是单晶体
B.金属是多晶体
C.金属晶粒的排列是有序的
D.金属是非晶体
5.[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,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
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.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体
D.在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
6.下列说法错误的是( )
A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为晶体微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的微粒能够形成不同的空间结构
C.具有各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
7.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A.具有规则几何外形的固体均为晶体
B.晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使X光发生有规律的衍射
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.将玻璃加工成规则的形状即变成晶体
8.[多选]甲、乙、丙三种固体物质,质量相等,加热过程中,相同时间内吸收的热量相等,如图所示为其温度随时间变化的图像,由图可以判断( )
A.甲、丙是晶体,乙是非晶体
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
9.[多选]有关晶体的排列结构,下列说法正确的是( )
A.同种元素原子按不同的结构排列有相同的物理性质
B.同种元素原子按不同的结构排列有不同的物理性质
C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
10.某球形固体物质,其导热性能各向相同,则该物体( )
A.一定是非晶体
B.可能具有确定的熔点
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,因为其具有各向同性的物理性质
B级—选考提能
11.[多选]岩盐的颗粒很大,我们能清楚地看出它的立方体形状。将大颗粒的岩盐敲碎后,小的岩盐仍然呈立方体形。如图所示是岩盐的平面结构,实心点为氯离子,空心点为钠离子,如果将它们用直线连起来,将构成一系列大小相同的正方形。则( )
A.岩盐是晶体
B.岩盐是非晶体
C.固体岩盐中氯离子是静止的
D.固体岩盐中钠离子是运动的
12.[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动90°后,电流表示数发生了变化(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
13.如图所示为食盐晶体结构示意图,食盐的晶体是由钠离子(图中○)和氯离子(图中●)组成的,这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上,都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5 g/mol,食盐的密度是2.2 g/cm3,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1,试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。
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