第11.5节 固体的基本性质（解析版）

第十一章气体、液体、固体11.5固体的基本性质🧭目标导航学问要点难易度1.单晶体：各向异性规章；多晶体和非晶体：各向同性不规章2.单晶体和非晶体的判别：有无熔点3.液晶：有电场不透光，无电场透光★★

★★📚学问精讲一、晶体和非晶体1.定义和比较晶体非晶体单晶体多晶体原子或分子排列有肯定的空间周期性规章无规章外形具有肯定规章的几何外形没有规章的几何外形没有肯定规章的外形导热、导电方向性各向异性各向同性各向同性熔点有固定熔点无固定熔点常见石英、云母、明矾、食盐、蔗糖、味精、雪花金属玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等2.单晶体和多晶体单晶体：指整块物质由原子或分子按肯定规律作周期性重复排列的固体状态。例如，水晶、钻石等。多晶体：由很多排列方式相同但位向不全都的小晶粒组成。例如，铜、铁、铝金属等都是多晶体。3.观看玻璃和云母片上石蜡熔化区域的外形：现象：云母片上呈现椭圆形，玻璃片上呈现圆形。结论：单晶体导热具有各向异性，非晶体导热具有各向同性。多晶体是由单晶体微粒杂乱无章组成，各向异性相互抵消，表现为各向同性。4.单晶体导光性的各向异性光在一般非晶体中只有一条折射光线，光在单晶体中有两条折射光线。5.晶体和非晶体可以相互转化：同种物质可以有晶体和非晶体两种状态，在肯定条件下可以相互转化。例如，自然 水晶是晶体，而熔化后再凝固的水晶（石英玻璃）就是非晶体。6.石墨烯：新型单分子层晶体材料，最轻，最薄，强度最大，导电性能最好。广泛用于芯片、太阳能电池、航天、运输等行业。二、晶体的微观结构1.晶体的宏观物理性质是由微观结构打算的。2.单晶体的分子或原子构成如下图的点阵结构，因此晶体由规章的外形。分子或原子间距为0.1nm数量级，图中位置为振动平衡位置。(a)食盐晶体(b)石墨晶体(c)金刚石晶体3.各向异性的解释：如下图，在不同方向上微粒的数目不同，宏观上表现为各向异性。4.熔点的解释：晶体温度上升，振动加剧，点阵结构破坏，熔化为液体，熔化过程不升温，该温度称为熔点。（吸取的能量用于增加分子势能，不增加分子动能，所以不升温）完全变成液体后吸热连续升温。非晶体没有熔点，随着加热渐渐变成液体，在此过程中温度始终上升。物态变化补充介绍：熔化和凝固（固态<->液态），汽化和液化（液态<->气态），升华和凝华（固态<->气态）。从液体到气态叫汽化，汽化过程吸热不升温，该温度叫沸点。晶体和非晶体都有沸点。在此过程中分子势能增加，动能不变，所以温度不变。三、液晶1.液晶：将特定晶体加热到某一特定温度时会熔化为浑浊的液体，连续加热又变得清亮透亮     ，该浑浊状态的液体叫做液晶。微观结构如下图：2.电场中表现属性：(1)不加电压时透亮     ，光线能通过；加电压时不透亮     ，不透光。(2)电场强度不同，对不同颜色的光的吸取不同，用于液晶显示屏，优点是低电压、低功耗。(3)光学性质具有各向异性，即不同方向上光的传播力量不同。例1．（多选）关于晶体与非晶体，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、非晶体是确定的，是不行以相互转化的B．多晶体是很多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何外形C．晶体沿不同的方向导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质肯定相同D．单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点答案：BD解析：A．晶体、非晶体不是确定的，是可以相互转化的，A错误；B．多晶体是很多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何外形，选项B正确；C．晶体沿不同方向的光学性质也不肯定相同，选项C错误。D．单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，选项D正确。例2．关于液晶的以下说法正确的是()A．液晶态的存在只与温度有关B．由于液晶在肯定条件下发光，所以可以用来做显示屏C．液晶的物理性质稳定D．笔记本电脑的彩色显示器，是由于在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸取强度不一样，所以显示出各种颜色答案：D解析：液晶态可以在肯定温度范围或某一浓度范围存在，A错误；液晶本身不能发光，液晶具有液体的流淌性，其物理性质并不稳定，BC错误；在外加电压下，对不同色光的吸取程度不同，故D正确。✏️巩固练习1．石墨烯是从石墨中分别出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则（）A．石墨是非晶体B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯C．单层石墨烯的厚度约3μmD．碳原子在六边形顶点四周不停地振动答案：D解析：A．石墨是晶体，故A错误；B．石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；C．单层石墨烯厚度约为原子尺寸，故C错误；D．依据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停的振动，故D正确。2．下列说法正确的是（）A．液晶是一种晶体B．全部的晶体都表现为各向异性C．产生表面张力的缘由是表面层内液体分子间的平均距离小于r0D．毛细管越细，产生的毛细现象就越显著答案：D解析：A．液晶具有某些晶体结构特征，具有各向异性，但可以流淌，不能说是晶体，A错误；B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，B错误；C．在液体表面层内，分子比较稀疏，间距r＞r0，分子力表现为引力，液体表面有收缩的趋势，C错误；D．毛细现象是指浸润液体在细管中上升，不浸润的液体在细管中下降的现象，内径越细越明显，D正确。3．王亚平曾在第一次太空授课中呈现了完善的“太空水球”，液晶电视图像颜色更加绚丽，解释上述现象用到的有关学问中说法正确的是（）A．表面张力能够使液体表面积收缩到最小B．表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部C．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体D．液晶的全部物理性质均表现为各向异性答案：A解析：A．液体由于表面张力作用，有使其表面积收缩到最小的趋势，A正确；B．表面张力的方向跟液面相切，垂直于液面的边界线，B错误；C．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍旧是晶体，C错误；D．液晶的光学性质具有各向异性，单不是全部物理性质均表现各向异性，如流淌性，D错误。4．食盐是我们生活中不行缺少的调味品，中国人大约在神农氏与黄帝的时期就开头煮盐。通过争辩，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形B．食盐全部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，外形不规章，是非晶体D．食盐在熔化时，要吸取热量，温度保持不变，所以内能也不变答案：A解析：A．食盐晶体是正六面体形，选项A正确；B．食盐具有各向异性，但并非全部的物理性质都具有各向异性，选项B错误；C．食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，外形不规章，但仍是晶体，选项C错误；D．食盐在熔化时，要吸取热量，温度保持不变，所以内能增加，选项D错误。5．北京冬奥会给世界各地的人们带来了寒冬中的暖和，雪花形主火炬（图甲）的创意呈现中国才智，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．雪花是非晶体B．雪花具有各向异性C．0°C雪花的水分子的平均动能比0°C液态水分子的小D．雪花漫天飘舞可以作为雪花分子在做无规章运动的证据答案：B解析：AB．依据雪花具有外形规章的几何外形，且雪花在熔化时，吸取热量温度不变，具有确定的熔点，所以雪花是单晶体，则单晶体具有各向异性的物理性质，A错误，B正确；C．平均动能与温度有关系，故0°C雪花的水分子的平均动能与0°C液态水分子的相同，C错误；D．雪花是固体颗粒，飘舞时，是宏观上的机械运动，不能说明分子在做无规章运动，D错误。6．石墨和金刚石性质有很大差异，是由于（）A．石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的B．它们的化学成分不同C．它们都是各向同性的D．组成它们的物质微粒按不同的规章排列答案：D解析：石墨和金刚石都由碳分子组成，但它们的物理性质不同，石墨是各向同性的，而金刚石是各向异性的，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同。7．固体甲和乙在肯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．固体甲肯定是晶体，固体乙不肯定是非晶体B．甲肯定有确定的几何外形，乙肯定没有确定的几何外形C．在热传导方面甲肯定表现出各向异性，乙肯定表现出各向同性D．甲和乙的化学成分可能相同答案：D解析：A．固体甲在ab段表示熔化的过程，温度保持不变，因此肯定是晶体；而固体乙在整个升温的过程中，没有固定的熔点，因此肯定是非晶体，A错误；B．假如固体甲是多晶体，也没有确定的几何外形，B错误；C．假如甲是多晶体，则不表现为各向异性，C错误；D．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。8．（多选）在甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法正确的是（）A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体C．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体D．甲、丙有确定的熔点，乙无确定的熔点答案：CD解析：ABD．甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体。故AB错误，D正确。C．甲、乙各向同性，丙各向异性，结合以上结论可知，甲为多晶体，丙为单晶体，故C正确。9．2010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争辩，他们通过透亮     胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度渐渐减小，最终查找到了厚度只有0.34nm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。依据以上信息和已学学问推断，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答案：D解析：AB．石墨、石墨烯都是单晶体，是碳元素的单质，它们互为同素异形体。故AB错误；C．石墨、石墨烯的物理性质都表现为各向同性，故C错误；D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D正确。10．下列说法正确的是（）A．晶体有确定的熔点以及各向异性的特点B．食盐受潮后结成块，说明食盐从晶体变成非晶体C．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，说明蜂蜡是晶体D．液晶态既具有液体的流淌性，又在肯定程度上具有晶体分子的规章排列的性质答案：D解析：A．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，晶体具有确定的熔点，故A错误；B．食盐受潮结块，但假如利用放大镜看，会发觉组成盐块的仍为一个个的晶粒，故B错误；C．说明云母片在导热性能上有各向异性，云母为单晶体，不能说明蜂蜡是晶体，故C错误；D．液晶具有液体和晶体的共同特性，即同时具有流淌性，又具有分子的规章排列的性质，故D正确。11．（多选）下列说法中正确的是（）A．分子间的引力与斥力同时存在，斥力等于引力时，分子势能最大B．夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面收缩的原因C．液晶既具有液体的流淌性，又具有光学各向异性D．将碳素墨水滴入清水中，观看到布朗运动是碳分子的无规章运动答案：BC解析：A．分子间的引力与斥力同时存在，斥力等于引力时，分子势能最小，A错误；B．夏天荷叶上水珠呈球形，是由于液体表面张力使其表面收缩的原因，B正确；C．由液晶的性质可知，液晶既具有液体的流淌性，又具有光学各向异性，C正确；D．将碳素墨水滴入清水中，观看到布朗运动是液体分子的无规章运动引起的小颗粒的运动，D错误。12．（多选）以下说法中正确的是（）A．有些非晶体在肯定条件下可以转化为晶体B．假如在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力表现为引力C．附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离时，液体与固体之间表现为浸润D．液晶具有液体的流淌性，全部物质都具有液晶态答案：ABC解析：A．晶体在肯定条件下可转化为非晶体，有些非晶体在肯定条件下也可以转化为晶体，选项A正确；B．液体表面层分子比内部稀疏，相互间表现为引力，选项B正确；C．附着层内分子间距小于液体内部分子间距时，表现为斥力，使液体表面扩张，表现为浸润，选项C正确；D．液晶具有液体的流淌性，但不是全部物质都具有液晶态，选项D错误。故选ABC。13．（多选）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（）A．可以依据各向异性或各向同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，发觉其强度一样，则此薄片肯定是非晶体C．一个固体球，假如沿其各条直径方向的导电性不同，则该球体肯定是单晶体D．推断晶体和非晶体可以依据有没有确定的熔点答案：CD解析：AD．推断固体是否为晶体的标准是看其是否有固定的熔点，故A错误，D正确；B.也可能是多晶体，B错误。C．沿其各条直径方向的导电性不同，即具有各向异性，C正确。14．（多选）下列说法正确的是（）A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同B．晶体和非晶体在熔化过程中都吸取热量，温度不变C．液晶的光学性质随温度的变化而变化D．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的转变答案：AD解析：A．石墨和金刚石都是晶体，都是由碳元素组成的单质，但它们的原子排列方式不同，故A正确；B．晶体在熔化过程中吸取热量，温度不变，非晶体在熔化过程中吸取热量，温度上升，故B错误；CD．液晶的光学性质与温度的凹凸无关，其随所加电压的变化而变化，即液晶的分子排列会因所