6.5
固态物质
学习重难点
了解自然界中物质存在的三种状态
了解晶体和非晶体
了解金刚石、石墨的区别
知识点梳理
知识点梳理一、物质的状态
物质状态是指一种物质出现不同的相。物质是由分子、
原子构成的。通常所见的物质有三态：气态、液态、固态。另外，物质还有“等离子态”、“超临界态”“超固态”以及“中子态”等。
1、固态
严格地说，物理上的固态应当指“结晶态”，也就是各种各样晶体所具有的状态。最常见的晶体是食盐（化学成份是氯化钠，化学符号是NaCl）。你拿一粒食盐观察（最好是粗制盐），可以看到它由许多立方形晶体构成。如果你到地质博物馆还可以看到许多颜色、形状各异的规则晶体，十分漂亮。物质在固态时的突出特征是有一定的体积和几何形状，在不同方向上物理性质可以不同（称为“各向异性”）；有一定的熔点，就是熔化时温度不变。
在固体中，分子或原子有规则地周期性排列着，就像我们全体做操时，人与人之间都等距离地排列一样。每个人在一定位置上运动，就像每个分子或原子在各自固定的位置上做振动一样。我们将晶体的这种结构称为“空间点阵”结构。
2、液态
液体有流动性，把它放在什么形状的容器中它就有什么形状。此外与固体不同，液体还有“各向同性”特点（不同方向上物理性质相同），这是因为，物体由固态变成液态的时候，由于温度的升高使得分子或原子运动剧烈，而不可能再
保持原来的固定位置，于是就产生了流动。但这时分子或原子间的吸引力还比较大，使它们不会分散远离，于是液体仍有一定的体积。实际上，在液体内部许多小的区域仍存在类似晶体的结构——“类晶区”。流动性是“类晶区”彼此间可以移动形成的。我们打个比喻，在柏油路上送行的“车流”，每辆汽车内的人是有固定位置的一个“类晶区”，而车与车之间可以相对运动，这就造成了车队整体的流动。
3、气态
液体加热会变成气态。这时分子或原子运动更剧烈，“类晶区”也不存在了。由于分子或原子间的距离增大，它们之间的引力可以忽略，因此气态时主要表现为分子或原子各自的无规则运动，这导致了我们所知的气体特性：有流动性，没有固定的形状和体积，能自动地充满任何容器；容易压缩；物理性质“各向同性”。
显然，液态是处于固态和气态之间的形态。
知识点梳理二、晶体和非晶体
1、晶体
晶体是由大量微观物质单位（原子、离子、分子等）按一定规则有序排列的结构，因此可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。
特点：
（1）自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体拥有整齐规则的几何外形，即晶体的自范性。
（2）晶体拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变。
（3）单晶体有各向异性的特点。
（4）晶体可以使X光发生有规律的衍射。
宏观上能否产生X光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。
晶体相对应的晶面角相等，称为晶面角守恒。
结构：晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质，是物质存在的一种基本形式。固态物质是否为晶体，一般可由X射线衍射法予以鉴定。
晶体内部结构中的质点（原子、离子、分子、原子团）有规则地在三维空间呈周期性重复排列，组成一定形式的晶格，外形上表现为一定形状的几何多面体。组成某种几何多面体的平面称为晶面，由于生长的条件不同，晶体在外形上可能有些歪斜，但同种晶体晶面间夹角（晶面角）是一定的，称为晶面角不变原理。
晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。晶体都有一定的对称性，有32种对称元素系，对应的对称动作群称做晶体系点群。按照内部质点间作用力性质不同，晶体可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体等四大典型晶体，如食盐、金刚石、干冰和各种金属等。同一晶体也有单晶和多晶(或粉晶)的区别。在实际中还存在混合型晶体。
2、非晶体
非晶体又称无定形体内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
如玻璃、沥青、松香、塑料、石蜡、橡胶等。非晶态固体包括非晶态电介质、非晶态半导体、非晶态金属。它们有特殊的物理、化学性质。例如金属玻璃（非晶态金属）比一般（晶态）金属的强度高、弹性好、硬度和韧性高、抗腐蚀性好、导磁性强、电阻率高等。这使非晶态固体有多方面的应用。它是一个正在发展中的新的研究领域，得到迅速的发展。
晶体与非晶体之间在一定条件下可以相互转化。例如，把石英晶体熔化并迅速冷却，可以得到石英玻璃。将非晶半导体物质在一定温度下热处理，可以得到相应的晶体。可以说，晶态和非晶态是物质在不同条件下存在的两种不同的固体状态，晶态是热力学稳定态。
3、晶体和非晶体的区别
①本质区别
晶体有自范性，非晶体无自范性。
物理性质
晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，具有长程有序，并成周期性重复排列。
非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。外形为无规则形状的固体。
晶体有各向异性，非晶体多数是各向同性。晶体有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，它的熔化过程中温度随加热不断升高。
②微观结构
晶体和非晶体所以含有不同的物理性质，主要是由于它的微观结构不同。
组成晶体的微粒——原子是对称排列的，形成很规则的几何空间点阵；空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状；组成点阵的各个原子之间，都相互作用着，它们的作用主要是静电力；对每一个原子来说，其他原子对它作用的总效果，使它们都处在势能最低的状态，因此很稳定，宏观上就表现为形状固定，且不易改变；晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的物理性质；如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的范性；从这里可以看出沿晶面的方向，其弹性限度小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复原，而沿其他方向则弹性限度很大，能承受较大的压力、拉力而仍满足虎克定律；当晶体吸收热量时，由于不同方向原子排列疏密不同，间距不同，吸收的热量多少也不同，于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。
而非晶体一般没有这结构。
当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度——熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。
在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。而非晶体由于分子、原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间点阵，只用来提高平均动能，所以当从外界吸收热量时，便由硬变软，最后变成液体。
知识点梳理三、金刚石与石墨
石墨与金刚石都由碳原子构成，但是因为原子排列方式不同，导致很多物理性质有很大差异。石墨与金刚石有着原子排列方式、色态、硬度、导电性、密度、熔点的区别。
金刚石简介，俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。
石墨简介：石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色、不透明固体，化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。在氧气中燃烧生成二氧化碳，可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂，高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂，还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。
原子排列方式不同：
（1）石墨：石墨是层状的结构，就一个片层而言，每1个碳原子会与其周围的3个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合，“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.142nm。
在石墨中层与层之间相距为0.335nm，由于距离比较大，碳原子的相互作用较弱，因此很容易沿着与层面平行的方向滑动、裂解，所以石墨很软、有滑腻感。
金刚石：金刚石的结构模型是每个碳原子都与周围的4个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合。“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.155nm，从而形成致密的三维结构，正是这种致密的结构，使得金刚石成为天然存在的最坚硬的物质。
典型例题
考点1：物态变化的特点
【例1】
小明通过学习得到下面几个结论，请帮他补充完整。
(1)酒精的凝固点是－117℃，它在－115℃时是
态，在－120℃时是
态。
(2)钢块化成钢水时，钢块要
热；水结成冰时，水要
热。
(3)冬天北方农村的菜窖里放几桶水，菜就不易冻坏，这是因为水
时会
热，因此窖内温度不致太
。
(4)小明针对本单元所学的知识列出了下面的表格，请帮他填写完整。
固体分类
举例
熔化过程
是否吸热
温度
有无熔点
晶体
冰
非晶体
蜡
【变式1-1】
冰雕艺术是一种独具魅力的艺术形式，有时冰雕作品也要在夏天或在气温较高的南方地区巡展，为了防止冰雕熔化，陈列冰雕作品的房间温度要足够低，但是，每多降温1℃，制冷系统的耗电量就要增加很多。为了既不使冰雕熔化又能节约用电，房间温度控制的最佳数值是(
)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
【变式1-2】
把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，如图所示。
当烧杯中的冰块大部分熔化时，试管中的冰(
)
A．也熔化一部分
B．全部熔化
C．一点都没熔化
D．下边的熔化，上边的没熔化
【变式1-3】
追踪考察动物种群分布的科学家发现了一大型动物在沙滩上留下的一组较深的脚印，随行的工作人员用蜡块熔化后浇铸成脚印的模型来判断动物的身高、体重等。图中最能正确反映蜡块物态变化过程的图像是(
)
【变式1-4】
如图所示是甲、乙、丙、丁四种固体的熔化或凝固图像，由此图像可以判断(
)
A．丙、丁是晶体，甲、乙是非晶体
B．乙、丁是非晶体，甲、丙是晶体
C．乙、丁是非晶体，甲的熔点比丙高
D．丁是凝固图像，甲的熔点比乙高
【变式1-5】
质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，加热时间都为6min，它们的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是(
)
A．甲在3～6min内是液态
B．甲是晶体，乙是非晶体
C．在4～6min内，甲不吸收热量，所以温度不变
D．在固态时，甲的吸热本领小于乙
【变式1-6】
学习物态变化时，老师写了一副对联，上联是“杯中冰水，水放热结冰温度不降”；下联是“盘内水冰，冰吸热化水温度未升”。该对联先后包含的两种物态变化分别是
和
，它还说明了冰是一种
(选填“晶体”或“非晶体”)。
【变式1-7】
如图甲所示是“探究物质熔化的特点”的装置，实验测得数据如下表：
图6－5－6
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
物质的温度/℃
－2
－1
0
0
0
0
0
2
4
6
8
(1)由数据可知：该物质是
(选填“晶体”或“非晶体”)，其熔点为
℃。
(2)在读取温度计的示数时，图乙中读数方法正确的是
(选填“A”“B”或“C”)。
(3)物质在熔化过程中不断吸热，温度不变，分子运动
(选填“加快”“减慢”或“不变”)。
(4)实验收集多组数据是为了
(选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。
【变式1-8】
如图所示，图甲为某物质的凝固图像。
(1)根据图像可知该物质为
(选填“晶体”或“非晶体”)，它从第
min开始凝固，第25min时该物质处于
态。
(2)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙)，则试管内的冰将
(选填“变多”“变少”或“不变”)。
考点2：晶体与非晶体的区别
【例2】
固体分为晶体和非晶体的依据是(
)
是否是金属
B．有无一定的熔点
C．软硬程度
D．是否会熔化
【变式2-1】
下列物质中，属于非晶体的是(
)
石英
B．萤石
C．玻璃
D．石墨
【变式2-2】
如图所示，根据该固体的熔化曲线图，下列说法正确的是(
)
A．该固体是晶体，有熔点
B．该固体是非晶体，有熔点
C．该固体是晶体，无熔点
D．该固体是非晶体，无熔点
【变式2-3】
固体分晶体和非晶体两种，在①冰、②石蜡、③松香、④铁、⑤海波、⑥沥青这些物质中，属于晶体的有
。(填序号)它们的根本区别是
。
【变式2-4】
A、B两种物质在受热过程中，温度随时间的变化关系如图所示，其中纵坐标表示物质的温度，横坐标表示加热的时间。根据图象回答：在A、B两种物质中，属于晶体的是
B
，该晶体的熔点为
℃。
【变式2-5】
据物质的物理特征可以对物质进行分类。下列分类中合理的是(
)
A．铁、冰、玻璃是晶体
B．蜡、食盐、水银是非晶体
C．铜、铝、钻石是金属
D．水、汽油、酒精常温下是液体
【变式2-6】
海波的熔化图像如图所示。下列从图像中获得的信息不正确的是(
)
图6－5－2
A．海波的熔点是48℃
B．海波是晶体，在BC段处于固液共存状态
C．海波在BC段温度不变，不吸收热量
D．在CD段海波处于液态，吸收热量
【变式2-7】
冰雕艺术是一种独具魅力的艺术形式，有时冰雕作品也要在夏天或在气温较高的南方地区巡展，为了防止冰雕熔化，陈列冰雕作品的房间温度要足够低，但是，每多降温1℃，制冷系统的耗电量就要增加很多。为了既不使冰雕熔化又能节约用电，房间温度控制的最佳数值是(
)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
考点3：物质结构对性质的影响
【例3】活性炭能净水，主要是因为它具有(
)
难溶性
B．稳定性
C．吸附性
D．可燃性
【变式3-1】
在“一带一路”伟大战略实施中，代表中国智造的高铁走在了前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质是(
)
稳定性
B．滑腻感
C．还原性
D．导电性
【变式3-2】
航天飞机表面覆盖石墨瓦可起到隔热和保护作用，这主要是利用石墨(
)
A．熔点高、化学性质稳定
B．密度小
C．硬度小，有润滑作用
D．导电性
【变式3-3】
关于金刚石、石墨、C60的叙述，正确的是(
)
都属于碳单质
B．都由碳原子构成
C．都具有导电性
D．完全燃烧产物不同
【变式3-4】
“碳海绵”是已知最轻的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，具有疏松多孔结构。下列关于“碳海绵”性质的推测一定有错误的是(
)
A．碳海绵有吸附作用
B．碳海绵是灰黑色固体
C．碳海绵易溶解于水
D．碳海绵燃烧会产生二氧化碳
【变式3-5】
科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料，如图所示。下列有关石墨片的说法错误的是(
)
A．石墨片是一种单质
B．石墨片与C60是同种物质
C．石墨片具有导电性
D．石墨片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
【变式3-6】
C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，根据图回答下列问题：
(1)C60属于
(填“单质”或“化合物”)。
(2)C60这种物质是由
(填“分子”或“原子”)构成。
(3)C60与金刚石、石墨具有相似的
(填“化学”或“物理”)性质。
【变式3-7】
C60是1985年科学家发现的一种物质，下列关于它的叙述中，错误的是(
)
①每个C60分子由60个碳原子构成②每个C60分子由60个碳元素组成③C60是一种单质④C60是一种化合物
①③
B．②④
C．②③
D．①④
【例4】
近日徳国奥格斯堡大学研究人员制造出世界上最大的合成钻石，研究人员在低压条件下，采用一定方法激活含碳气体，使其中的碳原子在基底上过饱和沉积、生长成钻石。合成钻石的化学成分和结构与天然钻石基本相同，合成钻石技术将更多应用于工业领域。下列有关合成钻石的说法不正确的是(
)
A．合成钻石硬度很大
B．合成钻石中碳原子间有间隔
C．合成钻石中的碳原子在不停地运动
D．合成钻石一定不能燃烧
【变式4-1】
下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。
(1)物质甲的名称叫
，利用它硬度大的性质可以制作
。
(2)物质乙层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，利用这一性质可以做
。
(3)物质丙的化学式为C60，它的一个分子是由60个碳
构成的。
(4)以上三种物质都是由碳元素组成的单质，但物理性质却有很大差异，原因是
。
【变式4-2】
多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。
(1)碳元素形成的单质除金刚石、石墨外，还有一种物质的分子类似足球状，这种物质的化学式为
。
(2)2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”(如图所示)，由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力(不吸水)，将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是
(填字母序号)
A．具有吸附性
B．可重复利用
C．可处理海上石油泄露
(3)过多的CO2加剧了“温室效应”，导致全球变暖，人类应该大力控制CO2的排放，倡导低碳生活，下列不符合低碳生活理念的是
(填序号)
A．少买不必要的衣服
B．洗碗时不间断地放水冲洗
C．使用节能电器
D．少开私家车，多乘公交工具
【变式4-3】
经试验测定某物质中只含有碳元素，则这种物质(
)
A．一定是金刚石或石墨中的一种
B．一定是木炭或活性炭中的一种
C．一定是碳元素的一种单质
D．可能是碳单质
【变式4-4】
十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是(
)
A．金刚石燃烧过程放出热量
B．金刚石属于化合物
C．金刚石具有可燃性
D．聚集日光可以使温度达到金刚石的着火点
【变式4-5】
石墨烯是“新材料之王”，它是由碳原子构成，且只有一层原子厚度的晶体。它是目前发现的最薄、强度最大、导电、导热性能最好的材料。关于石墨烯的认识错误的是(
)
A．构成：碳原子
B．结构：微粒排列方式不同于石墨
C．性质：可燃性
D．用途：用作超轻隔热材料
【变式4-6】
科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫由许多团簇组成，每个团簇含有约4000个碳原子。“碳纳米泡沫”是目前世上最轻的物质之一，密度为2mg/cm3，有铁磁性，是热电的不良导体。下列说法不正确的是(
)
A．“碳纳米泡沫”由碳元素组成
B．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
C．“碳纳米泡沫”能被磁铁吸引，常温下化学性质稳定
D．“碳纳米泡沫”能浮在水面上
四.课堂训练
一、选择题
1．在严寒的冬季，怡臣同学到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在人工造雪，发现造雪机在工作过程中，不断将水吸入，并持续从造雪机的前方喷出“白雾“，而在“白雾”下方，已经积了厚厚的一层“白雪”，如图所示。对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是（
）
凝固
B．凝华
C．升华
D．液化
2．下列物态变化，需要吸热的是
（
）
A．初春，皑皑的白雪开始消融
B．初夏，青青的小草挂上露珠
C．深秋，红红的苹果蒙上白霜
D．严冬，静静的池塘覆上薄冰
3．科学家用有机分子和球形笼状分子，首次制成了“纳米车”（如图）。“纳米车”底盘和轮轴由一种有机分子构成，而轮轴末端是四个球形笼状的C60分子制成的轮子。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，生产复杂的材料或药物。下列有关“纳米车”的说法不正确的是（
）
A．C60是一种新型的非金属单质
B．“纳米车”是混合物
C．“纳米车”运输单个的有机分子的过程肉眼可见
D．“纳米车”研制成功说明人类操纵分子技术又进入一个新的阶段
4．坩埚是冶炼金属用的一种陶瓷锅，能够耐高温．坩埚内盛有锡块，坩埚放在电炉上加热，锡在逐渐熔化的过程中（??
）
A．要不断吸热，温度不断上升????????
B．要不断放热，温度不断上升
C．要不断吸热，温度保持不变???????
D．要不断放热，温度保持不变
5．一盆0
℃的水放在0
℃的环境里，用电风扇对它吹风，经过一段时间后（
）
A．水根本不结冰
B．水可以结冰，结冰后质量不变
C．水可以结冰，但结冰后质量小于开始时水的质量
D．水可以结冰，结冰后环境的温度降低
6．今年春节前后我国南方部分地区遭遇了低温雨雪天气，以下说法中不正确的是（
）
A．雾凇是水蒸气的凝固现象
B．路面结冰需要交通管制是因为车轮与冰面间的摩擦力太小
C．向公路冰面上撒盐是利用降低熔点的方法来化冰
D．竹子被冰雪压“弯了腰”，说明力可以使物体发生形变
7．下列现象中，能表明分子在不停地运动的是
（
）
A．烟雾缭绕
B．花香怡人
C．雪花飘飘
D．尘土飞扬
8．下列材料，既是晶体又是导体的是（
）
A．塑料
B．冰
C．陶瓷
D．铁
9．下列说法正确的是（
）
A．晶体熔化时温度不断上升
B．非晶体凝固时温度保持不变
C．物质熔化时都要在一定温度下进行
D．物质凝固时都要放出热量
10．关于碳元素组成的几种单质叙述错误的是
（
）
A．石墨是最软的矿物之一
B．金刚石是天然存在的最硬的物质
C．石墨是最优良的绝缘材料
D．C60是新型超导材料
11．如图所示是某物质加热变成液态时的温度随时间变化的曲线．观察图象并回答：
（1）物质开始加热时的温度是
；
（2）这种物质是
（填“晶体”或“非晶体”）；
（3）物质的熔点是
，熔化过程用了
min；
（4）BC段表示物质处于
状态。
12．在物质的各大家族中，有一家兄弟多：老大骨头硬，光彩照人，身价百万；老二又软又滑，生活学习都有它；老三似足球，科研工作者喜欢它。
（1）举出老大的一种用途_________________________。
（2）请你猜出老二是________，用途有______________。
（3）请写出老三的化学式___________________。
晶体都有一定熔化温度和凝固温度分别叫做_____、______。同一种物质的凝固点和熔点_______，非晶体没有一定的熔点、凝固点；熔点与物质的_____
和_____有关。
14．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。
（1）在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有______个碳原子。
（2）根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途_________。
（3）图中物质丙的化学式为C60，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结
构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成一种新型分子，该分子的化学式为_________。
15．请你将下列物质分为两类：属于晶体的是：______;
属于非晶体的是：______（均填序号）。
①
海波
②
玻璃
③
橡胶
④
冰
⑤
水晶
⑥
松香
16．冷的冬天，某兴趣小组发现，一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一个粗大的冰块上，一段时间后，出现了如下有趣的现象：细金属丝割穿了冰块，而冰块保持完整。
他们对此现象进行了讨论，认为这是由于冰的熔化和凝固引起的。关于冰熔化的原因。他们提出了以下三种猜想：
猜想1：冰块的厚度小；
猜想2：金属丝的温度低；
猜想3：金属丝对冰块的压强大。
（1）为了验证猜想1是否正确，只改变冰块的厚度进行实验，金属丝都能割穿冰块。这说明猜想1是_________的。
（2）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想2是错误的．你认为他们判断的依据是_____________。
（3）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案。
简要做法：_______________________；
如何判断：_______________________。
Syman6.5
固态物质
学习重难点
了解自然界中物质存在的三种状态
了解晶体和非晶体
了解金刚石、石墨的区别
知识点梳理
知识点梳理一、物质的状态
物质状态是指一种物质出现不同的相。物质是由分子、
原子构成的。通常所见的物质有三态：气态、液态、固态。另外，物质还有“等离子态”、“超临界态”“超固态”以及“中子态”等。
1、固态
严格地说，物理上的固态应当指“结晶态”，也就是各种各样晶体所具有的状态。最常见的晶体是食盐（化学成份是氯化钠，化学符号是NaCl）。你拿一粒食盐观察（最好是粗制盐），可以看到它由许多立方形晶体构成。如果你到地质博物馆还可以看到许多颜色、形状各异的规则晶体，十分漂亮。物质在固态时的突出特征是有一定的体积和几何形状，在不同方向上物理性质可以不同（称为“各向异性”）；有一定的熔点，就是熔化时温度不变。
在固体中，分子或原子有规则地周期性排列着，就像我们全体做操时，人与人之间都等距离地排列一样。每个人在一定位置上运动，就像每个分子或原子在各自固定的位置上做振动一样。我们将晶体的这种结构称为“空间点阵”结构。
2、液态
液体有流动性，把它放在什么形状的容器中它就有什么形状。此外与固体不同，液体还有“各向同性”特点（不同方向上物理性质相同），这是因为，物体由固态变成液态的时候，由于温度的升高使得分子或原子运动剧烈，而不可能再
保持原来的固定位置，于是就产生了流动。但这时分子或原子间的吸引力还比较大，使它们不会分散远离，于是液体仍有一定的体积。实际上，在液体内部许多小的区域仍存在类似晶体的结构——“类晶区”。流动性是“类晶区”彼此间可以移动形成的。我们打个比喻，在柏油路上送行的“车流”，每辆汽车内的人是有固定位置的一个“类晶区”，而车与车之间可以相对运动，这就造成了车队整体的流动。
3、气态
液体加热会变成气态。这时分子或原子运动更剧烈，“类晶区”也不存在了。由于分子或原子间的距离增大，它们之间的引力可以忽略，因此气态时主要表现为分子或原子各自的无规则运动，这导致了我们所知的气体特性：有流动性，没有固定的形状和体积，能自动地充满任何容器；容易压缩；物理性质“各向同性”。
显然，液态是处于固态和气态之间的形态。
知识点梳理二、晶体和非晶体
1、晶体
晶体是由大量微观物质单位（原子、离子、分子等）按一定规则有序排列的结构，因此可以从结构单位的大小来研究判断排列规则和晶体形态。
特点：
（1）自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体拥有整齐规则的几何外形，即晶体的自范性。
（2）晶体拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变。
（3）单晶体有各向异性的特点。
（4）晶体可以使X光发生有规律的衍射。
宏观上能否产生X光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。
晶体相对应的晶面角相等，称为晶面角守恒。
结构：晶体按其结构粒子和作用力的不同可分为四类：离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
具有整齐规则的几何外形、固定熔点和各向异性的固态物质，是物质存在的一种基本形式。固态物质是否为晶体，一般可由X射线衍射法予以鉴定。
晶体内部结构中的质点（原子、离子、分子、原子团）有规则地在三维空间呈周期性重复排列，组成一定形式的晶格，外形上表现为一定形状的几何多面体。组成某种几何多面体的平面称为晶面，由于生长的条件不同，晶体在外形上可能有些歪斜，但同种晶体晶面间夹角（晶面角）是一定的，称为晶面角不变原理。
晶体按其内部结构可分为七大晶系和14种晶格类型。晶体都有一定的对称性，有32种对称元素系，对应的对称动作群称做晶体系点群。按照内部质点间作用力性质不同，晶体可分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体等四大典型晶体，如食盐、金刚石、干冰和各种金属等。同一晶体也有单晶和多晶(或粉晶)的区别。在实际中还存在混合型晶体。
2、非晶体
非晶体又称无定形体内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。
如玻璃、沥青、松香、塑料、石蜡、橡胶等。非晶态固体包括非晶态电介质、非晶态半导体、非晶态金属。它们有特殊的物理、化学性质。例如金属玻璃（非晶态金属）比一般（晶态）金属的强度高、弹性好、硬度和韧性高、抗腐蚀性好、导磁性强、电阻率高等。这使非晶态固体有多方面的应用。它是一个正在发展中的新的研究领域，得到迅速的发展。
晶体与非晶体之间在一定条件下可以相互转化。例如，把石英晶体熔化并迅速冷却，可以得到石英玻璃。将非晶半导体物质在一定温度下热处理，可以得到相应的晶体。可以说，晶态和非晶态是物质在不同条件下存在的两种不同的固体状态，晶态是热力学稳定态。
3、晶体和非晶体的区别
①本质区别
晶体有自范性，非晶体无自范性。
物理性质
晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，具有长程有序，并成周期性重复排列。
非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。外形为无规则形状的固体。
晶体有各向异性，非晶体多数是各向同性。晶体有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，它的熔化过程中温度随加热不断升高。
②微观结构
晶体和非晶体所以含有不同的物理性质，主要是由于它的微观结构不同。
组成晶体的微粒——原子是对称排列的，形成很规则的几何空间点阵；空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状；组成点阵的各个原子之间，都相互作用着，它们的作用主要是静电力；对每一个原子来说，其他原子对它作用的总效果，使它们都处在势能最低的状态，因此很稳定，宏观上就表现为形状固定，且不易改变；晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的物理性质；如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的范性；从这里可以看出沿晶面的方向，其弹性限度小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复原，而沿其他方向则弹性限度很大，能承受较大的压力、拉力而仍满足虎克定律；当晶体吸收热量时，由于不同方向原子排列疏密不同，间距不同，吸收的热量多少也不同，于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。
而非晶体一般没有这结构。
当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度——熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。
在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。而非晶体由于分子、原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间点阵，只用来提高平均动能，所以当从外界吸收热量时，便由硬变软，最后变成液体。
知识点梳理三、金刚石与石墨
石墨与金刚石都由碳原子构成，但是因为原子排列方式不同，导致很多物理性质有很大差异。石墨与金刚石有着原子排列方式、色态、硬度、导电性、密度、熔点的区别。
金刚石简介，俗称“金刚钻”，它是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。金刚石是自然界中天然存在的最坚硬的物质。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。金刚石的用途非常广泛，例如：工艺品、工业中的切割工具，也是一种贵重宝石。
石墨简介：石墨是碳的一种同素异形体，为灰黑色、不透明固体，化学性质稳定，耐腐蚀，同酸、碱等药剂不易发生反应。在氧气中燃烧生成二氧化碳，可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂，高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂，还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。
原子排列方式不同：
（1）石墨：石墨是层状的结构，就一个片层而言，每1个碳原子会与其周围的3个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合，“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.142nm。
在石墨中层与层之间相距为0.335nm，由于距离比较大，碳原子的相互作用较弱，因此很容易沿着与层面平行的方向滑动、裂解，所以石墨很软、有滑腻感。
金刚石：金刚石的结构模型是每个碳原子都与周围的4个碳原子通过强烈的相互作用紧密结合。“紧密结合”的两个碳原子之间的距离约为0.155nm，从而形成致密的三维结构，正是这种致密的结构，使得金刚石成为天然存在的最坚硬的物质。
典型例题
考点1：物态变化的特点
【例1】
小明通过学习得到下面几个结论，请帮他补充完整。
(1)酒精的凝固点是－117℃，它在－115℃时是
态，在－120℃时是
态。
(2)钢块化成钢水时，钢块要
热；水结成冰时，水要
热。
(3)冬天北方农村的菜窖里放几桶水，菜就不易冻坏，这是因为水
时会
热，因此窖内温度不致太
。
(4)小明针对本单元所学的知识列出了下面的表格，请帮他填写完整。
固体分类
举例
熔化过程
是否吸热
温度
有无熔点
晶体
冰
非晶体
蜡
【答案】（1）液；固；（2）吸；放；（3）凝固；放；低；（4）
固体分类
举例
熔化过程
是否吸热
温度
有无熔点
晶体
冰
是
不变
有
非晶体
蜡
是
上升
无
【变式1-1】
冰雕艺术是一种独具魅力的艺术形式，有时冰雕作品也要在夏天或在气温较高的南方地区巡展，为了防止冰雕熔化，陈列冰雕作品的房间温度要足够低，但是，每多降温1℃，制冷系统的耗电量就要增加很多。为了既不使冰雕熔化又能节约用电，房间温度控制的最佳数值是(
)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
【答案】B
【解析】根据晶体熔化的特点来分析，冰的熔点为
0℃，其熔化特点是当温度达到0℃即熔点时，要继续吸收热量才会熔化，也就是说，如果在0℃的状态下，冰是不会熔化的，而高于熔点时，冰肯定会熔化，所以温度最好控制在0℃，即节能，冰又不会熔化。
【变式1-2】
把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部慢慢加热，如图所示。
当烧杯中的冰块大部分熔化时，试管中的冰(
)
A．也熔化一部分
B．全部熔化
C．一点都没熔化
D．下边的熔化，上边的没熔化
【答案】C
【解析】
冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但在冰的熔化过程中温度为0℃，保持不变，所以试管中的冰能达到熔点0℃，但试管中的冰和烧杯中的冰的温度相同，试管中的冰不能从烧杯中继续吸热，所以不能熔化。
【变式1-3】
追踪考察动物种群分布的科学家发现了一大型动物在沙滩上留下的一组较深的脚印，随行的工作人员用蜡块熔化后浇铸成脚印的模型来判断动物的身高、体重等。图中最能正确反映蜡块物态变化过程的图像是(
)
【答案】A
【解析】蜡是非晶体，没有一定的熔化温度，也没有一定的凝固温度。蜡是先熔化后凝固，所以温度是先升高再降低。
【变式1-4】
如图所示是甲、乙、丙、丁四种固体的熔化或凝固图像，由此图像可以判断(
)
A．丙、丁是晶体，甲、乙是非晶体
B．乙、丁是非晶体，甲、丙是晶体
C．乙、丁是非晶体，甲的熔点比丙高
D．丁是凝固图像，甲的熔点比乙高
【答案】B
【解析】
从图中可以看出甲、丙在熔化过程中有一段时间温度保持不变，所以甲、丙是晶体，乙在整个过程中温度不断升高，所以乙是非晶体；从图中还可以看出，丙的熔点高于甲的熔点，丁图是非晶体的凝固图像。
【变式1-5】
质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，加热时间都为6min，它们的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是(
)
A．甲在3～6min内是液态
B．甲是晶体，乙是非晶体
C．在4～6min内，甲不吸收热量，所以温度不变
D．在固态时，甲的吸热本领小于乙
【答案】D
【解析】
由图可以看出甲为晶体，3～6min内处于熔化的过程中，是固液共存状态；在加热一定时间后，甲的温度不变，故能判断甲是晶体，而乙虽然温度一直升高，可能还没达到熔点，可能是晶体，也可能是非晶体；在4～6min内，甲吸收热量，温度保持不变；烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，当吸收的热量和质量都相同时，温度变化越大吸热本领就越小，在0～3min内甲升高的温度大于乙升高的温度，故甲的吸热本领小于乙。
【变式1-6】
学习物态变化时，老师写了一副对联，上联是“杯中冰水，水放热结冰温度不降”；下联是“盘内水冰，冰吸热化水温度未升”。该对联先后包含的两种物态变化分别是
和
，它还说明了冰是一种
(选填“晶体”或“非晶体”)。
【答案】凝固；熔化；晶体.
【解析】
水放热结冰指的是凝固过程，冰吸热化水指的是熔化过程；冰化水，温度不变化，说明冰有固定的熔化温度，是晶体。
【变式1-7】
如图甲所示是“探究物质熔化的特点”的装置，实验测得数据如下表：
图6－5－6
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
物质的温度/℃
－2
－1
0
0
0
0
0
2
4
6
8
(1)由数据可知：该物质是
(选填“晶体”或“非晶体”)，其熔点为
℃。
(2)在读取温度计的示数时，图乙中读数方法正确的是
(选填“A”“B”或“C”)。
(3)物质在熔化过程中不断吸热，温度不变，分子运动
(选填“加快”“减慢”或“不变”)。
(4)实验收集多组数据是为了
(选填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”)。
【答案】（1）晶体；0；（2）B；（3）加快；（4）寻找普遍规律.
【解析】
(1)由表格中的数据可知，该物质在2～6min不断吸收热量，温度保持不变，所以该物质是晶体；熔化时温度保持0℃不变，所以其熔点为0℃。(2)由图乙知，A俯视，读数会偏大，C仰视，读数会偏小，B平视，读数方法正确。(3)该物质在熔化过程中温度不变，但要不断吸热，分子运动加快。(4)实验收集多组数据是为了总结归纳得出普遍的规律，得到可靠的结论。
【变式1-8】
如图所示，图甲为某物质的凝固图像。
(1)根据图像可知该物质为
(选填“晶体”或“非晶体”)，它从第
min开始凝固，第25min时该物质处于
态。
(2)若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙)，则试管内的冰将
(选填“变多”“变少”或“不变”)。
【答案】（1）晶体；10；固；（2）变多.
【解析】（1）由图像知道，整个过程中温度有下降的趋势，所以是凝固图像；又因为该物质在凝固过程中有温度保持不变的阶段，所以是晶体；该物质从10min开始凝固，凝固点为－2℃，到20min结束，所以第25min时该物质处于固态。（2）冰水混合物的温度是0℃，而该物质的温度是－2℃；冰水混合物会向该物质放热，冰水混合物中的水会达到凝固结冰的条件，冰水混合物中的冰会变多。
考点2：晶体与非晶体的区别
【例2】
固体分为晶体和非晶体的依据是(
)
是否是金属
B．有无一定的熔点
C．软硬程度
D．是否会熔化
【答案】B
【变式2-1】
下列物质中，属于非晶体的是(
)
石英
B．萤石
C．玻璃
D．石墨
【答案】C
【变式2-2】
如图所示，根据该固体的熔化曲线图，下列说法正确的是(
)
A．该固体是晶体，有熔点
B．该固体是非晶体，有熔点
C．该固体是晶体，无熔点
D．该固体是非晶体，无熔点
【答案】D
【变式2-3】
固体分晶体和非晶体两种，在①冰、②石蜡、③松香、④铁、⑤海波、⑥沥青这些物质中，属于晶体的有
。(填序号)它们的根本区别是
。
【答案】①④⑤；有无熔点.
【变式2-4】
A、B两种物质在受热过程中，温度随时间的变化关系如图所示，其中纵坐标表示物质的温度，横坐标表示加热的时间。根据图象回答：在A、B两种物质中，属于晶体的是
B
，该晶体的熔点为
℃。
【答案】80
【变式2-5】
据物质的物理特征可以对物质进行分类。下列分类中合理的是(
)
A．铁、冰、玻璃是晶体
B．蜡、食盐、水银是非晶体
C．铜、铝、钻石是金属
D．水、汽油、酒精常温下是液体
【答案】D
【解析】
玻璃是非晶体；食盐、水银是晶体；钻石是非金属。
【变式2-6】
海波的熔化图像如图所示。下列从图像中获得的信息不正确的是(
)
图6－5－2
A．海波的熔点是48℃
B．海波是晶体，在BC段处于固液共存状态
C．海波在BC段温度不变，不吸收热量
D．在CD段海波处于液态，吸收热量
【答案】C
【解析】
由图像可知海波的温度上升到48℃时，吸热温度不再升高，即为熔点，所以海波是晶体，在BC段是熔化过程，处于固液共存状态；海波在BC段温度不变，但要吸收热量；在CD段海波已完全熔化为液体，吸收热量，温度升高。
【变式2-7】
冰雕艺术是一种独具魅力的艺术形式，有时冰雕作品也要在夏天或在气温较高的南方地区巡展，为了防止冰雕熔化，陈列冰雕作品的房间温度要足够低，但是，每多降温1℃，制冷系统的耗电量就要增加很多。为了既不使冰雕熔化又能节约用电，房间温度控制的最佳数值是(
)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
【答案】B
【解析】
根据晶体熔化的特点来分析，冰的熔点为
0℃，其熔化特点是当温度达到0℃即熔点时，要继续吸收热量才会熔化，也就是说，如果在0℃的状态下，冰是不会熔化的，而高于熔点时，冰肯定会熔化，所以温度最好控制在0℃，即节能，冰又不会熔化。
考点3：物质结构对性质的影响
【例3】活性炭能净水，主要是因为它具有(
)
难溶性
B．稳定性
C．吸附性
D．可燃性
【答案】C
【变式3-1】
在“一带一路”伟大战略实施中，代表中国智造的高铁走在了前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质是(
)
稳定性
B．滑腻感
C．还原性
D．导电性
【答案】C
【变式3-2】
航天飞机表面覆盖石墨瓦可起到隔热和保护作用，这主要是利用石墨(
)
A．熔点高、化学性质稳定
B．密度小
C．硬度小，有润滑作用
D．导电性
【答案】A
【变式3-3】
关于金刚石、石墨、C60的叙述，正确的是(
)
都属于碳单质
B．都由碳原子构成
C．都具有导电性
D．完全燃烧产物不同
【答案】A
【变式3-4】
“碳海绵”是已知最轻的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，具有疏松多孔结构。下列关于“碳海绵”性质的推测一定有错误的是(
)
A．碳海绵有吸附作用
B．碳海绵是灰黑色固体
C．碳海绵易溶解于水
D．碳海绵燃烧会产生二氧化碳
【答案】C
【变式3-5】
科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片，这是目前世界上人工制得的最薄的材料，如图所示。下列有关石墨片的说法错误的是(
)
A．石墨片是一种单质
B．石墨片与C60是同种物质
C．石墨片具有导电性
D．石墨片在氧气中完全燃烧的产物是CO2
【答案】B
【变式3-6】
C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，根据图回答下列问题：
(1)C60属于
(填“单质”或“化合物”)。
(2)C60这种物质是由
(填“分子”或“原子”)构成。
(3)C60与金刚石、石墨具有相似的
(填“化学”或“物理”)性质。
【答案】（1）单质；（2）分子；（3）化学.
【变式3-7】
C60是1985年科学家发现的一种物质，下列关于它的叙述中，错误的是(
)
①每个C60分子由60个碳原子构成②每个C60分子由60个碳元素组成③C60是一种单质④C60是一种化合物
①③
B．②④
C．②③
D．①④
【答案】B
【例4】
近日徳国奥格斯堡大学研究人员制造出世界上最大的合成钻石，研究人员在低压条件下，采用一定方法激活含碳气体，使其中的碳原子在基底上过饱和沉积、生长成钻石。合成钻石的化学成分和结构与天然钻石基本相同，合成钻石技术将更多应用于工业领域。下列有关合成钻石的说法不正确的是(
)
A．合成钻石硬度很大
B．合成钻石中碳原子间有间隔
C．合成钻石中的碳原子在不停地运动
D．合成钻石一定不能燃烧
【答案】D
【变式4-1】
下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。
(1)物质甲的名称叫
，利用它硬度大的性质可以制作
。
(2)物质乙层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，利用这一性质可以做
。
(3)物质丙的化学式为C60，它的一个分子是由60个碳
构成的。
(4)以上三种物质都是由碳元素组成的单质，但物理性质却有很大差异，原因是
。
【答案】（1）金刚石；玻璃刀等；（2）润滑剂；（3）原子；（4）碳原子的排列方式不同.
【变式4-2】
多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。
(1)碳元素形成的单质除金刚石、石墨外，还有一种物质的分子类似足球状，这种物质的化学式为
。
(2)2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”(如图所示)，由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力(不吸水)，将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是
(填字母序号)
A．具有吸附性
B．可重复利用
C．可处理海上石油泄露
(3)过多的CO2加剧了“温室效应”，导致全球变暖，人类应该大力控制CO2的排放，倡导低碳生活，下列不符合低碳生活理念的是
(填序号)
A．少买不必要的衣服
B．洗碗时不间断地放水冲洗
C．使用节能电器
D．少开私家车，多乘公交工具
【答案】（1）C60；（2）A、B、C；（3）B.
【变式4-3】
经试验测定某物质中只含有碳元素，则这种物质(
)
A．一定是金刚石或石墨中的一种
B．一定是木炭或活性炭中的一种
C．一定是碳元素的一种单质
D．可能是碳单质
【答案】D
【解析】
由碳元素组成的单质种类很多，比如金刚石、石墨、C60等；有可能是由碳元素组成的碳的几种单质的混合物，不一定是碳元素的单质。
【变式4-4】
十八世纪，拉瓦锡用放大镜聚集日光使玻璃罩内的金刚石燃烧，得到二氧化碳。坦南特进一步研究确认金刚石仅由碳元素组成。下列说法错误的是(
)
A．金刚石燃烧过程放出热量
B．金刚石属于化合物
C．金刚石具有可燃性
D．聚集日光可以使温度达到金刚石的着火点
【答案】B
【解析】
金刚石是碳元素形成的单质，具有可燃性，燃烧过程放出热量；聚集日光，能使温度达到金刚石的着火点，使金刚石燃烧。
【变式4-5】
石墨烯是“新材料之王”，它是由碳原子构成，且只有一层原子厚度的晶体。它是目前发现的最薄、强度最大、导电、导热性能最好的材料。关于石墨烯的认识错误的是(
)
A．构成：碳原子
B．结构：微粒排列方式不同于石墨
C．性质：可燃性
D．用途：用作超轻隔热材料
【答案】D
【解析】
由题中信息可知石墨烯是导电导热性能最好的材料，故不适用于作隔热材料。
【变式4-6】
科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫由许多团簇组成，每个团簇含有约4000个碳原子。“碳纳米泡沫”是目前世上最轻的物质之一，密度为2mg/cm3，有铁磁性，是热电的不良导体。下列说法不正确的是(
)
A．“碳纳米泡沫”由碳元素组成
B．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
C．“碳纳米泡沫”能被磁铁吸引，常温下化学性质稳定
D．“碳纳米泡沫”能浮在水面上
【答案】B
【解析】
“碳纳米泡沫”由许多团簇组成，每个团簇含有约4000个碳原子，所以“碳纳米泡沫”由碳元素组成；“碳纳米泡沫”和金刚石的组成相同但结构不同，性质不相同；“碳纳米泡沫”有铁磁性，能被磁铁吸引，碳常温下化学性质稳定；“碳纳米泡沫”密度为2mg/cm3，密度很小，能浮在水面上。
四.课堂训练
一、选择题
1．在严寒的冬季，怡臣同学到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在人工造雪，发现造雪机在工作过程中，不断将水吸入，并持续从造雪机的前方喷出“白雾“，而在“白雾”下方，已经积了厚厚的一层“白雪”，如图所示。对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是（
）
凝固
B．凝华
C．升华
D．液化
【答案】A
【解析】
人工造雪机在造雪时，吸入大量的水而产生雪，因此这个“雪”是由“水”变化来的，属于凝固现象．
2．下列物态变化，需要吸热的是
（
）
A．初春，皑皑的白雪开始消融
B．初夏，青青的小草挂上露珠
C．深秋，红红的苹果蒙上白霜
D．严冬，静静的池塘覆上薄冰
【答案】A
【解析】
A．春天，白雪开始融化；是固态的雪熔化为液态的水，此过程吸热；故A项符合题意；
B．夏天，草叶上形成“露珠”，是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴，附着在植被表面，此过程放热；故B项不符合题意；
C．深秋，红红的苹果蒙上白霜，是湿润的空气属于凝华，要放热。故C项不符合题意；
D．严冬，静静的池塘覆上薄冰，属于凝固，要放热。不符合题意。故D项不符合题意；
3．科学家用有机分子和球形笼状分子，首次制成了“纳米车”（如图）。“纳米车”底盘和轮轴由一种有机分子构成，而轮轴末端是四个球形笼状的C60分子制成的轮子。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子，生产复杂的材料或药物。下列有关“纳米车”的说法不正确的是（
）
A．C60是一种新型的非金属单质
B．“纳米车”是混合物
C．“纳米车”运输单个的有机分子的过程肉眼可见
D．“纳米车”研制成功说明人类操纵分子技术又进入一个新的阶段
【答案】C
【解析】
A、C60是由碳元素组成的纯净物，是一种新型的非金属单质。正确；
B、“纳米车”是由有机分子和球形笼状分子等物质组成的，属于混合物。正确；
C、“纳米车”运输单个的有机分子的过程肉眼看不到。错误；
D、“纳米车”研制成功说明人类操纵分子技术又进入一个新的阶段。正确。
4．坩埚是冶炼金属用的一种陶瓷锅，能够耐高温．坩埚内盛有锡块，坩埚放在电炉上加热，锡在逐渐熔化的过程中（??
）
A．要不断吸热，温度不断上升????????
B．要不断放热，温度不断上升
C．要不断吸热，温度保持不变???????
D．要不断放热，温度保持不变
【答案】C
【解析】
锡是金属，是晶体，晶体在熔化过程中吸收热量，温度保持不变．
5．一盆0
℃的水放在0
℃的环境里，用电风扇对它吹风，经过一段时间后（
）
A．水根本不结冰
B．水可以结冰，结冰后质量不变
C．水可以结冰，但结冰后质量小于开始时水的质量
D．水可以结冰，结冰后环境的温度降低
【答案】C
【解析】
A.因为用电风扇向水面吹风加快了水的蒸发，蒸发吸热，的水能放热，所以有部分水凝固成冰，故A错误；
B.因为有部分水汽化，所以水与冰的总量小于原有水的总量，故B错误；
C.水可以结冰，因为有部分水汽化，所以水与冰的总量小于原有水的总量，故C正确；
D.水结冰的过程是晶体的凝固过程放出热量，所以水结冰后室内气温升高，故D错误。
6．今年春节前后我国南方部分地区遭遇了低温雨雪天气，以下说法中不正确的是（
）
A．雾凇是水蒸气的凝固现象
B．路面结冰需要交通管制是因为车轮与冰面间的摩擦力太小
C．向公路冰面上撒盐是利用降低熔点的方法来化冰
D．竹子被冰雪压“弯了腰”，说明力可以使物体发生形变
【答案】A
【解析】
A．雾凇是固态，它是由空气中的水蒸气遇冷放热直接变为固态小冰晶的过程，属于凝华现象，不是凝固现象，该选项不正确，故A符合题意。
B．
路面结冰，造成车轮与冰面间的摩擦力太小，不利于汽车的启动和紧急刹车，需要交通管制；该选项正确，故B不符合题意。
C．为了使坚硬的冰熔化，在冰面上撒盐，使冰中参入杂质，降低冰的熔点，使冰熔化；该选项正确，故C不符合题意。
D．竹子被冰雪压“弯了腰”，形状发生了变化，说明力可以使物体发生形变，该选项正确，故D不符合题意。
7．下列现象中，能表明分子在不停地运动的是
（
）
A．烟雾缭绕
B．花香怡人
C．雪花飘飘
D．尘土飞扬
【答案】B
【解析】
烟雾缭绕、雪花飘飘、尘土飞扬都是物质运动，可以用眼睛观察得到，分子运动是看不见的，所以都不属于分子在不停地运动的现象。花香怡人是分子运动的结果，能表明分子在不停地运动；ACD项不符合题意、B项符合题意。
8．下列材料，既是晶体又是导体的是（
）
A．塑料
B．冰
C．陶瓷
D．铁
【答案】D
【解析】
固体分为晶体和非晶体，塑料、陶瓷属于非晶体，冰、铁属于晶体，根据导电性固体又分为导体和绝缘体，在冰和铁中，铁属于导体，冰属于绝缘体，故既是晶体又是导体的为铁，D符合题意。
9．下列说法正确的是（
）
A．晶体熔化时温度不断上升
B．非晶体凝固时温度保持不变
C．物质熔化时都要在一定温度下进行
D．物质凝固时都要放出热量
【答案】D
【解析】
A.
晶体在熔化时温度不变，故A错误；
B.
非晶体凝固时，温度降低，故B错误；
C.
晶体熔化时，需在一定温度下进行，故C错误；
D.
物质凝固时都放出热量，无论晶体还是非晶体，故D正确。
10．关于碳元素组成的几种单质叙述错误的是
（
）
A．石墨是最软的矿物之一
B．金刚石是天然存在的最硬的物质
C．石墨是最优良的绝缘材料
D．C60是新型超导材料
【答案】C
【解析】
A、石墨乌黑柔软，是世界上最软的矿石．故选项正确；
B、金刚石是自然界最硬的矿石．在所有物质中，它的硬度最大．故选项正确；
C、石墨能导电，所以石墨被大量用来制作电极，故选项错误；
D、把K、Cs、Tl等金属原子掺进C60分子的笼内，就能使其具有超导性能，所以C60是新型超导材料．故选项正确。
11．如图所示是某物质加热变成液态时的温度随时间变化的曲线．观察图象并回答：
（1）物质开始加热时的温度是
；
（2）这种物质是
（填“晶体”或“非晶体”）；
（3）物质的熔点是
，熔化过程用了
min；
（4）BC段表示物质处于
状态。
【答案】（1）40℃（2）晶体
（3）80℃
6
（4）固液共存
【解析】
分析图象可知
（1）在A点时，物质开始加热，此时的温度是40℃；
（2）由于BC段平行于时间轴，因此该物质有熔点，是晶体；
（3）物质的熔点，即熔化时的温度（BC段的温度）为80，此过程用了12－6＝6min；
（4）BC段表示的是物质的溶化过程，所以BC段时，物质处于固液共存态。
12．在物质的各大家族中，有一家兄弟多：老大骨头硬，光彩照人，身价百万；老二又软又滑，生活学习都有它；老三似足球，科研工作者喜欢它。
（1）举出老大的一种用途_________________________。
（2）请你猜出老二是________，用途有______________。
（3）请写出老三的化学式___________________。
【答案】（1）钻头（其他合理答案均可）；（2）石墨；做铅笔芯、电极、润滑剂等；（3）C60
【解析】
老大骨头硬，光彩照人，身价百万，可知为金刚石，可用作装饰品；金刚石硬度大，可用于切割玻璃，用于钻探机的钻头；老二又软又滑，生活学习都有它；故老二是石墨，可以用于制造高温润滑剂；老三似足球，科研工作者喜欢它，C60分子形似足球，老三为C60；
晶体都有一定熔化温度和凝固温度分别叫做_____、______。同一种物质的凝固点和熔点_______，非晶体没有一定的熔点、凝固点；熔点与物质的_____
和_____有关。
【答案】熔点；凝固点；相同；种类；气压
【解析】
由分析知：晶体在熔化、凝固时的温度分别叫做熔点、凝固点；晶体的熔点和物质的种类和气压有关，同一种物质的熔点相同；非晶态没有一定的熔点和凝固点；
14．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。
（1）在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有______个碳原子。
（2）根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途_________。
（3）图中物质丙的化学式为C60，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结
构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成一种新型分子，该分子的化学式为_________。
【答案】（1）4
（2）制作润滑剂。（3）Si60C60
【解析】
（1）由图中可知，每个碳原子最多连有
4个碳原子。故填：4。
（2）因为乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感，可以制作润滑剂。故填：制作润滑剂。
（3）形成的新物质的化学式为：C60Si60（或Si60C60）。
15．请你将下列物质分为两类：属于晶体的是：______;
属于非晶体的是：______（均填序号）。
①
海波
②
玻璃
③
橡胶
④
冰
⑤
水晶
⑥
松香
【答案】①
④
⑤；②
③
⑥
【解析】
（1）晶体有固定熔化温度，，可以判断出晶体有①④⑤；
（2）非晶体没有固定的熔化温度，非晶体有②③⑥。
16．冷的冬天，某兴趣小组发现，一根两端拴有重物的细金属丝，挂在一个粗大的冰块上，一段时间后，出现了如下有趣的现象：细金属丝割穿了冰块，而冰块保持完整。
他们对此现象进行了讨论，认为这是由于冰的熔化和凝固引起的。关于冰熔化的原因。他们提出了以下三种猜想：
猜想1：冰块的厚度小；
猜想2：金属丝的温度低；
猜想3：金属丝对冰块的压强大。
（1）为了验证猜想1是否正确，只改变冰块的厚度进行实验，金属丝都能割穿冰块。这说明猜想1是_________的。
（2）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想2是错误的．你认为他们判断的依据是_____________。
（3）请设计一个简单实验，验证猜想3是否正确，简述你的实验方案。
简要做法：_______________________；
如何判断：_______________________。
【答案】（1）错误；（2）金属丝温度低或相同无法使冰吸热熔化；（3）保持所挂重物不变，用粗细不同的金属丝分别挂在同一冰块上或金属丝粗细不变，用质量不同的重物分别挂在同一冰块上
观察金属丝能否割穿冰块或观察金属丝陷入冰块的程度
【解析】
(1)只改变冰块的厚度进行实验，金属丝都能割穿冰块。关于冰熔化的原因与冰块的厚度小无关，故答案是：错误；
(2)因为金属丝和冰块挂在一起，所以金属丝和冰块的温度应该一样。
(3)简要做法:保持所挂重物不变，用粗细不同的金属丝分别挂在同一冰块上或金属丝粗细不变，用质量不同的重物分别挂在同一冰块上
判断:观察金属丝能否割穿冰块或观察金属丝陷入冰块的程度
Syman
