几类其他聚集状态的物质 课件

【典例1】关于液晶，下列说法中正确的是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.液晶的化学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质稳定，不随外加电压的变化而变化【思路点拨】【自主解答】选C。液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向的排列比较整齐，且具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B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。温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，选项D错误。【典例2】若将纳米材料分散到分散剂中，所得混合物可能具有的性质是A.能全部透过半透膜B.有丁达尔现象C.所得溶液呈胶状D.所得物质一定是悬浊液【自主解答】选B。纳米材料是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料，其微粒直径范围和胶体微粒的直径大小一致，故其分散系应为胶体，应具备胶体的性质。一、选择题（本题包括6小题，每小题6分，共36分）1.下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是（）A.等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性D.纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序【解析】选D。题中涉及几种特殊聚集状态的结构，根据纳米材料构成可知其界面是无序结构。故D项错。2.有关非晶体的描述，不正确的是（）A.非晶体和晶体均呈固态B.非晶体内部的微粒是长程无序和短程有序的C.非晶体结构无对称性、各向异性和自范性D.非晶态合金的硬度和强度一定比晶体合金的小【解析】选D。有些非晶态合金的硬度和强度比晶态合金大。A、B、C均为非晶体的特征。3.下列说法不正确的是（）A.晶体具有固定的熔点、沸点，而非晶体没有固定熔、沸点B.晶体与非晶体具有相同的性质C.部分电子表、电脑的显示器是由液晶材料制成的D.等离子体是一种很好的导电体，在信息产业等领域有非常好的应用前景【解析】选B。晶体具有固定的熔、沸点，非晶体没有，且二者性质不同，故选B。4.下列说法符合科学性的是（）A.我厂生产的食盐对人体有益，它是纳米材料，易吸收、易消化B.我厂生产的食盐，处于液晶状态，是你日常生活中不可缺少的物质，它是非常纯净的非晶体C.金的常规熔点1064℃，而制成2nm尺寸的金的熔点只有327℃左右，所以纳米金属于分子晶体D.液晶在一定的温度范围内既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，可用于制造显示器【解析】选D。A、B是错误的，食盐易溶于水，溶解前处于什么状态与溶解、吸收无多大关系，只是溶解的快慢问题。通常使食盐处于晶体状态，不是处于液晶状态。纳米材料不同于一般的晶体、非晶体，所以C也是错误的。5.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K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的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的（）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.玻璃态水中氢键与冰不同D.玻璃态水是分子晶体【解析】选C。玻璃态水的密度与普通液态水的密度相同，所以水由液态变为玻璃态时体积不变，故A、B皆错；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，故D错误；玻璃态水和冰的外观不同，则其内部分子间的作用力——氢键一定不同。6.纳米材料是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料，纳米技术所带动的技术革命及其对人类的影响，远远超过了电子技术。下列关于纳米技术的叙述不正确的是（）A.将“纳米材料”分散到液体分散剂中可制得液溶胶B.用纳米级金属颗粒做催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率C.用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力D.银器能抑菌、杀菌，纳米银粒子植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果【解析】选B。纳米材料的颗粒直径在1nm～100nm范围内，与胶体微粒直径范围相同，A正确；催化剂可加快化学反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，B不正确；与块状固体相比，纳米颗粒直径小，表面积大，因而做燃料短时间内可产生更大推动力，C正确；银为重金属，重金属粒子可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。二、非选择题（本题包括2小题，共24分）7.(12分)21世纪的新领域纳米技术正日益受到各国科学家的关注。请根据如图所示回答下列问题：(1）纳米是___单位，1纳米等于____米。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质与应用。它与____分散系的粒子大小一样。（2）世界上最小的马达，只有千万分之一个蚊子那么大，如图，这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。①该图是马达分子的____模型。②该分子中含有的组成环的原子是_____元素的原子，分子中共有____个该原子。【解析】本题看似较陌生，其实主要考查对纳米的理解及晶体结构的理解。答案：（1）长度10-9（或十亿分之一）胶体（2）①球棍②碳308.（12分）纳米材料是指在1nm到100nm尺寸的材料，这种材料由于尺寸很小，因而具有许多与传统材料截然不同的性质，例如通常的金属材料大多是银白色光泽的，而纳米金属材料却是黑色的。据推测，纳米材料和纳米技术会引起生产和日常生活各方面的革命性的变化，是21世纪新技术发展的前沿。(1)1纳米（1nm）是____。A.1×10-7mB.1×10-8mC.1×10-9mD.1×10-10m(2)原子的直径处于下列哪一种数量级？____。A.1×10-8mB.1×10-9mC.1×10-10mD.1×10-11m(3)纳米材料具有特殊性质的原因之一是由于它具有很大的表面积，即相同体积的纳米材料比一般材料的表面积大得多。假定某原子直径是0.2nm，则可推算在边长1nm的小立方体中，共有____个原子，其表面有____个原子，内部有____个原子。由于处于表面的原子数目很多，其化学性质应_____（填“很活泼”“较活泼”或“不活泼”）。【解析】0.2nm×5=1nm，即5个原子的直径恰好是小立方体的边长，排满立方体的底面是25个原子，立方体中共能排上5层，即立方体中共有25×5=125个原子；处于立方体内部的原子：每一层有3×3=9个原子，共有3层，3×9=27个原子；则处于表面的原子为：125-27=98个。由于纳米材料表面原子较多及原子间的相互作用，因此它很容易与外界的物质发生反应，也就是说它们十分活泼。答案：（1）C（2）C（3）1259827很活泼一、选择题（本题包括4小题，每小题5分，共20分）1.有关液晶的叙述，不正确的是（）A.液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性B.液晶最重要的用途是制造液晶显示器C.液晶不是物质的一种聚集状态D.液晶分子聚集在一起时，其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响【解析】选C。从液晶的结构特征看，液晶具有晶体的某些性质，如各向异性。在电场作用下，液晶分子能够沿电场方向排列，这也是制造液晶显示器的依据。液晶是介于液态和固态之间的一种聚集状态，故只有C选项错误。答案为C。2.有关等离子体的说法不正确的是（）A.等离子体内部全部是带电荷的微粒B.等离子体正、负电荷大致相等C.等离子体具有很好的导电性D.等离子体的用途之一是可以制造等离子显示器【解析】选A。等离子体中有带电微粒，也有中性微粒，A错误；等离子体总体看来正、负电荷数相等，呈准电中性，B正确；等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体有很好的导电性，C正确；如等离子电视就是运用等离子体显示技术制造出的等离子显示器。3.物质的非晶体能自动转变为晶体，而晶体却不能自动地转变为非晶体，这说明（）A.非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量大B.晶体是稳定的，处于晶体时能量大C.非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小D.晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小【解析】选A。根据“非晶体能自动转变为晶体”可知，非晶体不稳定；能量越低越稳定，说明非晶体是处于高能量状态，转变为晶体后趋向于低能量的稳定状态。4.澳大利亚研究人员最近开发出被称为第五形态的固体碳，这种新的碳结构称作“纳米泡沫”，它外形类似海绵，密度极小，并具有磁性。纳米泡沫碳与金刚石的关系是（）A.同种物质B.互为同分异构体C.互为同位素D.互为同素异形体【解析】选D。“纳米泡沫”与金刚石相比，均由碳元素组成，只是结构不同，因此，它们互为同素异形体。二、非选择题（本题包括2小题，共20分）5.（10分）碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口）的一维量子材料。它主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2nm～20nm。碳纳米管不总是笔直的，而是局部区域出现凹凸现象，这是由于在六边形编织过程中出现了五边形和七边形。除六边形外，五边形和七边形在碳纳米管中也扮演着重要角色。当六边形逐渐延伸出现五边形时，由于张力的关系而导致碳纳米管凸出。如果五边形正好出现在碳纳米管的顶端，即形成碳纳米管的封口。当出现七边形时，纳米管则凹进。根据以上材料回答下列问题：（1）巴基管有望作为一种“纳米”导线，这是基于它的结构与______的结构有相似的地方。（2）科学研究表明，巴基管具有很强的的吸氢能力，这是因为其具有___________。（3）如果某巴基管是均匀的圆管，则其应该是由____边形构成。【解析】

（1）根据信息可以看出，巴基管的结构与石墨相似，故性质上也应具有导电性；（2）具有吸附性的物质其结构特点一般是多孔性，比表面积很大，根据巴基管的结构特点不难得出其具有很大的比表面积；（3）因为五边形可以使碳纳米管凸出、七边形会导致凹进，故均匀的巴基管应由六边形构成。答案：（1）石墨（2）很大的比表面积（3）六6.（10分）研究人员最近发现，在一定的实验条件下，给水施加一个弱电场，在20℃、1个大气压下，水可以结成冰，称为“热冰”。下图是水和“热冰”的计算机模拟图，图中球代表水分子中的原子。（1）图中较大的球代表____原子，其原子结构示意图是_____。水分子中氢氧原子间的化学键是______（填“共价键”或“离子键”）。（2）用球棍模型表示的水分子结构是____