2.4固体教学学案

试卷第=page11页，总=sectionpages33页2.4固体【学习目标】1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法.2.知道单晶体和多晶体的区别.3.了解晶体的微观结构．【知识梳理】一、晶体和非晶体1．固体可以分为晶体和非晶体两类．晶体又可以分为单晶体与多晶体．2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．3．非晶体(1)没有规则的外形．(2)物理性质：a.没有确定的熔化温度；b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性．4．晶体(1)单晶体：①有天然的规则的几何形状②a.有确定的熔点；b．导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性．(2)多晶体：①没有规则的几何形状②a.有确定的熔点；b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性.5．单晶体、多晶体及非晶体的异同比较分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵有天然、规则的几何形状各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成没有天然、规则的几何形状各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度6.对单晶体的各向异性的理解(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同．通常所说的物理性质包括弹性、硬度、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云母晶体在导热性能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能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．判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法（1）区分晶体与非晶体的方法：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化温度．仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体．（2）区分单晶体和多晶体的方法：看其是否具有各向异性，单晶体某些物理性质表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性．二、晶体的微观结构1．在各种晶体中，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．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石．3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体．4.对晶体的微观解释图1(1)对单晶体各向异性的解释图1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．【随堂演练】一、单选题1．2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈•海姆和康斯坦丁•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0.34nm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，根据以上信息和已学知识判断，下列说法正确的是（）A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体B．石墨是单质，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D．通过物理变化的方法无法获得石墨烯2．下列说法正确的是（）A．晶体内部原子按照一定的规则排列。其它分子不能扩散进去B．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等C．若氢气的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则的氢气所含原子数为D．烧热的针尖接触凃有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，说明蜂蜡具有各向同性3．下列说法中正确的有（）A．扩散现象只能发生在气体和液体中B．制作半导体的硅是高纯度的单晶体C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的D．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子不停地做无规则热运动4．下列有关物质结构和分子动理论的说法正确的是（）A．晶体熔化时吸收的热量转化为分子动能 B．多晶体的物理性质各向同性C．布朗运动是液体分子的无规则运动 D．分子间距离减小时分子势能一定减小5．下列说法错误的是（）A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍然是晶体B．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C．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体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．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．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C．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D．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二、填空题7．将蜂蜡分别薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，用加热到相同温度的相同缝衣针针尖分别接触未涂抹面，不移动，玻璃片和云母片上的蜂蜡熔化区的形状___________（填“相同”或“不相同”），将云母片碾成粉末，则云母片与云母粉末的晶体结构___________（填“相同”或“不相同”）。8．在加热条件完全相同的情况下，A、B、C、D四种物质的熔化图象如图所示，由图可知：(1)这四种物质中，______是非晶体；(2)这四种物质中，______可能是同种物质；(3)这四种物质中，______的质量一定比______的质量大。参考答案1．C【详解】AC.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体，故A错误，C正确；B.石墨、金刚石、碳60、碳纳米管和石墨烯等都是由碳元素构成的单质，它们互为同素异形体，故B错误。D.科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D错误。故选C。2．C【详解】A．晶体内部原子按照一定的规则排列，但原子间存在间隙，其他分子能够扩撒进去,A错误；B．内能与物体的温度、体积等因素有关，相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，但内能不一定相等．B错误；C．当氢气的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则的氢气所含原子数为C正确；D．烧热的针尖接触凃有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，只能说明玻璃片，具有各向同性，D错误。故选C。3．B【详解】A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故A错误；B．晶体管、集成电路的工作性能与材料的微观结构有关，材料内原子的排列不能是杂乱无章的，所以制作半导体的硅是高纯度的单晶体，故B正确；C．由于0℃的冰熔化成0℃的水需要吸热，所以质量和温度相同的冰和水内能不同，后者内能比前者多，故C错误；D．布朗运动不是液体分子的运动，而是液体分子做无规则运动的反映，故D错误。故选B。4．B【详解】A．晶体熔化时，温度不变，分子的平均动能保持不变，所以吸收的热量转化为分子势能，则A错误；B．多晶体的物理性质各向同性，所以B正确；C．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，所以C错误；D．分子间距离减小时分子势能不一定减小，当分子间距离小于时，分子力为斥力，随分子间距离的减小，分子势能增大，所以D错误；故选B。5．D【详解】A.将一块晶体敲碎后，物理性质和化学性质都没有变化，得到的小颗粒仍然是晶体，故A正确；B.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质，故B正确；C.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过程中的石英是非晶体，故C正确；D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，但内能增加，故D错误。故选D。6．A【详解】A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，A错误，符合题意；B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，B正确，不符合题意；C．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，例如石墨和金刚石，C正确，不符合题意；D．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，例如天然石英是晶体，熔融的石英后却是非晶体；把晶体硫加热熔化，到入冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再经一些时间又会转变成晶体硫，D正确，不符合题意。故选A。7．不相同相同【详解】[1]玻璃片的导热性能是各向同性的，云母片的导热性能是各向异性的，所以蜂蜡熔化区的形状是不同的。[2]云母片与云母粉末的晶体结构与云母的形状无关。所以云母片与云母粉末的晶体结构是相同的。8．BACCA【详解】(1)[1]由题图可知：A、C、D三种物质都是晶体，因为它们都有固定的熔点，B是非晶体，因为它没有固定的熔点；(2)[2]A、C的熔点相同，都高于D的熔点．由于熔点是物质的特性之一，不同的物质的熔点一般不相同，同种物质的熔点相同，由此可知：A、C可能是同种物质；(3)[3][4]在加热条件相同的情况下，随着时间的延长，C升温较慢且熔化所需时间较长，由此可知：C的质量大于A的质量。第二章4A组·基础达标1．(多选)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．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的【答案】BC【解析】金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，A错误；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，D错误；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B、C正确．2．(多选)云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图所示，那么()A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体D．实验说明云母有各向同性，是晶体【答案】AC【解析】(单)晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性．3．“嫦娥五号”探测器圆满完成月球采样任务并返回地球．探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷，即压电效应．如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著．石英晶体()A．没有确定的熔点B．没有确定的几何形状C．具有各向同性的压电效应D．具有各向异性的压电效应【答案】D【解析】石英晶体有确定的熔点，有确定的几何形状，A、B错误；沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其他方向不明显，故具有各向异性的压电效应，C错误，D正确．4．(多选)关于一块长方体的铜条，下列说法正确的是()A．它是一块晶体，因为它有规则的几何外形B．它是一块晶体，因为它有确定的熔点C．它是一块多晶体，因为它是由许多晶粒杂乱无章排列而成的D．它是一块非晶体，因为它的物理性质表现为各向同性【答案】BC【解析】金属铜条是多晶体，有固定的熔点，它内部的晶体颗粒的排列是杂乱无章的．5．(多选)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．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C．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D．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【答案】BCD【解析】将一晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故A错误．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B正确．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C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，熔融过的水晶(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D正确．6．(多选)国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它其内部设施尽收眼底，这种独特的感觉就源于建筑外墙采用的一种叫做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，那么它具有的特性是()A．在物理性质上具有各向同性B．在物理性质上具有各向异性C．具有固定的熔点D．没有固定的熔点【答案】AD【解析】因为这种材料属于非晶体，因此在物理性质上具有各向同性，没有固定的熔点，故A、D正确．7．(多选)下列说法中正确的是()A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体B．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体C．普通玻璃是非晶体D．一块铁的物理性质虽然呈各向同性，但它是晶体【答案】CD【解析】化学成分相同的物质可以生成多种不同的晶体，如石墨和金刚石，故A错误；石英制成的玻璃是混合物不是晶体，故B错误，C正确；铁为多晶体，物理性质表现为各向同性，故D正确．8．(多选)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是宽AC的两倍，如图所示．若用多用电表分别沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻，阻值关系为R1＝2R2，则这块样品可能是()A．单晶体 B．多晶体C．非晶体 D．以上说法全错【答案】BC【解析】沿O1O1′和O2O2′两对称轴测该长方体所得电阻值不相同，且eq\f(R1,AB)＝eq\f(R2,AC)，正说明该物质沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)相同，即表现出各向同性的物理性质，故A错误，B、C正确．9．石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构．图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯．石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料．则()A．石墨中的碳原子静止不动B．碳原子的直径大约为3×10－9mC．石墨烯的碳原子间只存在分子引力D．石墨烯熔化的过程中，碳原子的平均动能不变【答案】D【解析】石墨中的碳原子是运动的，A错误；由题意可知单层的距离为d＝eq\f(1×10－3,3×10－6)＝3×10－10m，且层与层之间有间距，B错误；石墨烯碳原子间不仅存在分子引力，同时也存在分子斥力，C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，D正确．10．如图所示，表示一个平面上晶体物质微粒的排列情况，图上画出了三条等长线AB、AC和AD，在这三条线上物质微粒的数目均________(填“相同”或“不同”)，可以得出结论：晶体的物理性质是________(填“各向同性”或“各向异性”)的．【答案】不同各向异性【解析】晶体和非晶体的重要区别是：晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点；同时晶体中单晶体具有各向异性，而非晶体都各向同性．因此这三条线上物质微粒的数目均不同，从而得出结论为：晶体的物理性质是各向异性的．B组·能力