人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体5 液体多媒体教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第二章 气体、固体和液体5 液体多媒体教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·素养奠基，非晶体，有确定，没有确定的熔点，各向异性，各向同性，单晶体，周期性，不同规则，在一定条件下等内容，欢迎下载使用。
一、晶体和非晶体 【思考】在外形上晶体和非晶体有什么区别? 提示:晶体有规则的形状,非晶体没有规则的形状。
1.固体可以分为_____和_______两类。石英、云母、明矾、食盐、味精等是_____,玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是_______。2.单晶体具有天然的、_____的几何形状,多晶体和非晶体没有_____的几何形状,我们在初中已经学过,晶体_______的熔点,非晶体_______________。3.有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象称为_________,非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,这叫作_________,由于多晶体是许多_______杂乱无章地组合而成的,所以多晶体是具有_________的。
4.下列说法中正确的是_______。(1)方解石晶体是具有各向异性的晶体,它能把光分解为两束光而沿不同方向折射,形成双折射现象。(2)金属是由许多细小的晶粒组成的。所以金属没有确定的几何形状,也不显示各向异性,有确定的熔点。(3)单晶体和多晶体都有规则的几何外形。(4)所有的晶体都具有各向异性。
二、晶体的微观结构【思考】为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同呢?提示: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。
1.规则性: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_______。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,可以生成不同的晶体,例如石墨和金刚石。有些晶体_____________可以转化为非晶体,例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。
3.下列说法中正确的是_______。(1)食盐晶体中氯离子和钠离子在空间上呈周期性分布。(2)所有晶体在不同方向上物质微粒的排列情况都相同。(3)晶体内部微粒的排列毫无规则。(4)有些非晶体和晶体之间在一定条件下可以相互转化。
三、液体的表面张力 【思考】为什么曲别针没有沉入到烧杯的底部?为什么水黾可以停在水面上? 提示:曲别针和一些昆虫可以停在水面上表明液体表面存在表面张力的作用。
1.表面层:液体跟气体接触的表面存在的一个_____,它使液体表面具有收缩的趋势。2.液体内部和表面层内分子力的比较:在液体内部,分子间平均距离r略_____r0,分子间的作用力表现为_____;在表面层,分子比较稀疏,分子间距离r略_____r0,分子间的作用力表现为_____。
3.液体的表面张力:(1)定义:这种力使液体表面绷紧,叫作液体的表面张力。(2)作用效果:使液体表面具有_____趋势。(3)力的方向:总是跟液面_____,且与分界面_____。
四、浸润和不浸润【思考】松土为什么能保持土壤中的水分?提示:把地面的土壤锄松,破坏了土壤里的毛细管,地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉。
1.浸润和不浸润(1)一种液体会_____某种固体并_____在固体的表面上,这种现象叫作_____;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体的表面,这种现象叫作_______。实验表明,水可以_____玻璃,但水_______蜡。(2)当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时,液体能够_____固体;反之,液体则_________固体。一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质都有关系。(3)浸润和不浸润是_______作用的表现。
2.毛细现象(1)毛细现象:浸润液体在细管中_____的现象,以及不浸润液体在细管中_____的现象,称为毛细现象。(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管的内径越小,高度差_____。
(3)由于液体浸润管壁,液面呈如图所示的形状,液面弯曲。液体表面张力形成向___的拉力,这个力使管中液体向___运动。当管中液体上升到一定高度时,液体所受重力与这个使它向上的力平衡,液面稳定在一定的高度。
五、液晶 【思考】为什么“液体”和“晶体” 联系在一起了?液晶到底是什么物质?提示:液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质,在特定方向上分子排列整齐,其物理性质表现为各向异性。
1.液晶:像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有_________的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。2.出现液晶态的条件:液晶是一种特殊物质,有些物质在特定的_____范围之内具有液晶态,另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定_____范围内具有液晶态。3.液晶的微观结构:通常_____分子的物质容易具有液晶态。4.应用:除用做_______外,在生物医学、电子工业等领域都有重要的应用。
一　晶体和非晶体1.单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系
2.单晶体的特征(1)具有天然的规则外形,这种规则的外形不是人工造成的。(2)物理性质表现为各向异性,这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性,是判断单晶体最主要的依据。
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(包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等)不同,也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时,测试结果不同。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: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;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;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;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。
(3)具有一定的熔点,单晶体在这一点上和多晶体没有区别,从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的熔点。3.多晶体和非晶体(1)多晶体虽是无天然规则的几何形状,物理性质具有各向同性,但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状,每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质,这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别。(2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点,非晶体则没有,例如很多同学认为玻璃应是多晶体,但实验证明玻璃没有一定的熔点,故应是非晶体。
4.晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的,具有空间上的周期性。如图所示是食盐晶体。
5.同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质,例如,碳原子如果按图甲那样排列,就成为石墨,而按图乙那样排列,就成为金刚石。
【思考·讨论】(1)如图是食盐晶体中的氯离子和钠离子分布的示意图,氯离子和钠离子是在图示位置静止不动吗? 提示:它们并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动,它们时刻都在不停地振动,结构图中所画的那些点,是它们振动的平衡位置。
(2)同种物质不是晶体就是非晶体,这种说法对吗?提示:这种说法不正确,同种物质以晶体和非晶体两种不同的形态出现,也就是说,物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。例如,天然水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。(3)怎样区分晶体与非晶体、单晶体与多晶体?提示: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;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。
【典例示范】(多选)在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡,由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
【解题探究】(1)甲和乙两种固体受热后蜡融化的范围呈现圆形说明什么?提示:甲和乙两种固体传热特性呈现各向同性,说明甲和乙一定不是单晶体。(2)而从甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系中可以确定什么信息?提示:甲、丙有确定的熔点,乙无确定的熔点。
【解析】选C、D。由题图甲、乙、丙可知:甲、乙具有各向同性,丙具有各向异性;由题图丁可知: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,其中甲为多晶体,丙为单晶体,故C、D正确。
【误区警示】晶体各向异性的原因(1)单晶体物理性质的不同取决于其微观结构,单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着,有规则的几何外形,在物理性质上表现为各向异性。(2)多晶体是由许许多多晶粒组成的,晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着,无规则的几何外形,多晶体在物理性质上表现为各向同性。
【素养训练】1.(多选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　)A.可以根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,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体C.一个固体球,如果沿其各条直线方向的导电性不同,则该球体一定是单晶体D.一块晶体,若其各个方向的导热性相同,则这块晶体一定是多晶体
【解析】选C、D。判断固体是否为晶体的标准是看其是否有固定的熔点,多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形,单晶体具有各向异性和规则的外形,C、D正确。
2.(多选)晶体不同于非晶体,它具有规则的几何外形,在不同方向上物理性质不同,而且具有一定的熔点,下列哪些说法可以用来解释晶体的上述特性(　　)A.组成晶体的物质微粒,在空间按一定的规律排成整齐的行列,构成特定的空间点阵B.晶体在熔化时吸收的热量,破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时分子平均动能增加
C.晶体在不同方向上物理性质不同,是由于不同方向上的物质微粒的性质不同D.晶体在熔化时吸收热量,全部用来瓦解晶体的空间点阵,转化为分子间势能;因此,晶体在熔化过程中保持一定的温度不变;只有空间点阵完全被瓦解,晶体完全变为液体后,继续加热,温度才会升高
【解析】选A、D。很多晶体都是由相同的物质微粒组成的,例如,金刚石和石墨都是由碳原子组成的,不同方向上物质微粒完全一样,可见其各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同引起的,而是粒子的数目和粒子间距不相同造成的,则A正确,C错误;晶体在熔化时吸收热量,全部用来瓦解晶体的空间点阵,转化为分子间势能,因此,晶体在熔化过程中保持一定的温度不变,分子的平均动能不变,则B错误,D正确。
【补偿训练】(多选)下列叙述中正确的是(　　)A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列B.单晶体具有规则的几何形状是由于它的微粒按一定规律排列C.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体D.石墨的硬度与金刚石相比差得多,是由于它的微粒没有按空间点阵分布
【解析】选A、B。晶体内部微粒排列的空间结构不同决定着晶体的物理性质不同,也是晶体具有各向异性的原因,也正是由于微粒按一定规律排列,使单晶体具有规则的几何形状,则A、B正确。将一晶体敲碎后,得到的小颗粒仍是晶体,故选项C错误;石墨与金刚石的硬度相差很大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碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度,所以D项错误。
二　液体的表面张力和液晶考查角度1 液体的表面张力1.液体分子分布特点:由于蒸发现象,表面层分子的分布比液体内部稀疏,即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大。2.分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,而液体表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力。
3.表面张力的特点(1)表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现。(2)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。如图所示。
(3)表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定。(4)表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势。
【典例示范】1关于液体,下列说法正确的是(　　)A.液体的性质介于气体和固体之间,更接近气体B.小液滴呈球状,说明液体有一定形状和体积C.液面为凸形时表面张力使表面收缩,液面为凹形时表面张力使表面伸张D.液体的扩散比固体的扩散快
【解题探究】(1)液体的宏观特性有哪些?提示:具有一定的体积,无一定的形状,有流动性。(2)表面张力的作用是什么?提示:表面张力使液体表面具有收缩的趋势。
【解析】选D。液体性质介于气体和固体之间,更接近于固体,具有不易被压缩、有一定体积、没有一定形状、扩散比固体快等特点,选项A、B错误,D正确;无论液面为凸形还是凹形,表面张力总是使表面收缩,选项C错误。
【规律方法】液体的宏观特性(1)各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成,所以液体表现出各向同性。(2)一定体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子聚集在一起,分子间距接近于r0,相互间的束缚作用强,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积。(3)流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因。
(4)扩散特点:液体中扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快。求解此题应把握以下三点:①理解液体微观结构,牢记液体的宏观特性。②理解表面张力的成因。③理解表面张力的作用。
考查角度2 液晶1.物理性质:(1)具有液体的流动性。(2)具有晶体的光学各向异性。(3)在某个方向上看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的。
2.应用:(1)利用液晶上加电压时,旋光特性消失,实现显示功能,如电子手表、计算器、微电脑等。(2)利用温度改变时,液晶颜色会发生改变的性质来测温度。
【典例示范】2 (多选)关于液晶,下列说法正确的有(　　)A.晶体熔化后产物就是液晶B.不是所有物质都具有液晶态C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下能够发光D.当液晶中电场强度不同时,液晶表现出光学各向异性
【解析】选B、D。液晶是一类比较特殊的物质,它既像液体一样具有流动性,又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性,故选项A错误;并不是所有物质都具有液晶态,故选项B正确;液晶在外加电压的影响下并不发光,而是由于液晶通电时,排列变得有秩序,使光线容易通过,故选项C错误;对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化,液晶表现出光学各向异性,故选项D正确。
【素养训练】1.(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是(　　)A.液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力C.不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩D.表面张力的方向与液面相垂直
【解析】选B、C。液体表面张力是液体表面各部分之间相互吸引的力,选项A错误;液体的表面层分子的分布要比内部稀疏些,分子间的距离较内部分子间距离大,表面层分子间表现为引力,选项B正确;液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势,选项C正确;液体表面张力的方向总是与液面相切,总是跟液面分界线相垂直,选项D错误。
2.关于液晶,下列说法中正确的是(　　)A.液晶的分子排列与固态相同B.液晶的分子排列与液态相同C.液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变D.所有物质都具有液晶态
【解析】选C。液晶可以流动,所以和固态分子排列不相同,但液晶不可以像液体一样任意流动,所以和液态分子排列不相同,故A、B错误;液晶具有各向异性,其物理性质很容易在外界的影响(电场、压力、光照、温度)下发生改变,故C正确;不是所有物质都具有液晶态,只有少数化学物质在特定状态下具有液晶态,故D错误。
3.下列现象中,关于液体的表面张力说法不正确的是(　　)A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C.缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
【解析】选B。仔细观察可以发现,小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A、C选项正确;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故B选项错误;喷泉喷射到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态,因而形成球形水珠(体积一定的情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势),故D选项正确。本题选错误的,故选B。
【补偿训练】1.下列关于液体表面张力的理解,正确的是(　　)A.表面张力是由于液体表面发生形变引起的B.表面张力是由于液体表面层内分子间引力大于斥力所引起的C.表面张力是由于液体表面层内分子单纯具有一种引力所引起的D.表面张力就其本质来说也是万有引力【解析】选B。液体表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大些,那么分子间的引力大于分子斥力,分子间的相互作用表现为引力,即表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的,故A、C、D错误,B正确。
2.(多选)关于液晶分子的排列,下列说法正确的是(　　)A.液晶分子在特定方向排列整齐B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化C.液晶分子的排列整齐而稳定D.液晶的物理性质稳定【解析】选A、B。液晶有液体的流动性与晶体的各向异性,故在特定方向上排列整齐,所以选项A正确;液晶既有液体的流动性,又有晶体的光学各向异性,液晶的分子排列是不稳定的,外界的微小扰动就能引起液晶分子排列的变化,故选项B正确,C错误;液晶具有液体的流动性,其物理性质并不稳定,故选项D错误。
三　浸润和不浸润、毛细现象的分析1.浸润和不浸润现象成因分析(1)固体和液体接触面内分子受力情况:液体和固体接触时,接触面内分子除受液体内部的分子吸引外,还受到固体分子的吸引。(2)浸润的成因:当固体分子对液体分子的吸引力大于液体内部分子力时,固液接触层内液体分子比液体内部分子稠密,固液接触层中分子之间表现为斥力,具有扩张的趋势,这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因:当固体分子对液体分子的吸引力小于液体内部分子力时,固液接触层内液体分子比液体内部分子稀疏,固液接触层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体。
2.毛细现象(1)两种表现:浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降。(2)产生原因:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系,如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。
【典例示范】(多选)把极细的玻璃管插入水银中与水中,如图所示,正确表示毛细现象的是(　　)
【解题探究】(1)影响液体在细管中上升和下降的因素有哪些?提示:毛细现象的产生与浸润、不浸润现象有关。(2)细管中液面为凸面时,表面张力的合力方向向哪?提示:液面为凸面时,除“凸顶”外四周各处的表面张力方向均为斜向下方,因此,这些力的合力方向竖直向下。
【解析】选A、C。因为水银不能浸润玻璃,所以管内外均为不浸润,与管接触的液面受到向下的作用力,所以选项A正确,B错误;水浸润玻璃,与管接触的液面受到向上的作用力,选项C正确,选项D错误。
【规律方法】在毛细现象中,液体在细管中上升或下降的判断方法(1)在毛细现象中,若液体与管浸润,则管壁给液体向上的拉力,使靠近管壁处的液体上升,液面下凹。(2)若液体不浸润管,则管壁给液体向下的拉力,使靠近管壁处的液体下降,液面上凸。
【素养训练】1.(多选)如图所示,液体表面跟气体接触的薄层,被称为表面层,固体与液体的表面接触的薄层,被称为附着层,对于液体在器壁附近发生弯曲的现象,下列说法正确的是(　　)A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
【解析】选A、C、D。表面层内分子比液体内部疏,表现为引力,A正确,B错误;附着层Ⅰ液体分子比液体内部分子密集,附着层内液体分子间距离小于r0,附着层内分子间作用表现为斥力,附着层有扩散趋势,C正确;附着层Ⅱ内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内液体分子间距离大于r0,附着层内分子间作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,D正确。
2.(多选)同一种液体,滴在固体A的表面时,出现如图甲所示的情况;当把毛细管B插入这种液体时,液面又出现如图乙所示的情况。若A固体和B毛细管都很干净,则下列说法正确的是(　　)A.A固体和B管可能是由同种材料制成的B.A固体和B管一定不是由同种材料制成的C.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些D.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力大些
【解析】选B、C。由所给现象知,该液体对固体A不浸润,对毛细管B浸润,A错误,B正确;固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小,C正确,D错误。
【补偿训练】下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是(　　)A.水是浸润液体,水银是不浸润液体B.浸润现象中,附着层里分子比液体内部稀疏C.不浸润现象中,附着层里的分子受到固体分子的吸引力较液体内部分子的吸引力强D.不浸润现象中,附着层里分子间表现出吸引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出排斥力
【解析】选D。一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质均有关,不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体,选项A错误;在浸润现象中,附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大,分子分布比液体内部更密,因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力,附着层有扩展的趋势,故选项B、C错误,选项D正确。
【拓展例题】考查内容:利用表面张力解释生活现象【典例】水的密度比沙的密度小,为什么沙漠中的风能刮起大量沙子,而海洋上的风却只带有少量的水沫?【解析】由于海水水面有表面张力的作用,水珠之间相互吸引着,风很难把水珠刮起,只能形成海浪,所以海洋上的风只带有少量水沫;而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间几乎没有作用力,所以风很容易刮起大量沙子。答案:见解析
1.下列说法不正确的是(　　)A.显示各向异性的固体必定是晶体B.不显示各向异性的固体必定是非晶体C.具有确定熔点的固体必定是晶体D.不具有确定熔点的固体必定是非晶体
【解析】选B。单晶体具有各向异性,故只要具有各向异性的固体必定是晶体,故A正确;非晶体和多晶体均显示各向同性,故不显示各向异性的固体不一定是非晶体,还可能是多晶体,故B错误;晶体均具有确定的熔点,非晶体不具有确定的熔点,所以具有确定熔点的固体必定是晶体,不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体,故C、D正确,本题选不正确的,故选B。
【补偿训练】关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　)A.有规则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.非晶体不可能转化为晶体D.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点
【解析】选D。因为外形是否规则可以用人工的方法处理,所以选项A错误;多晶体在物理性质上是各向同性的,选项B错误;实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,选项C错误;晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点,选项D正确。
2.下列关于晶体空间点阵的说法,错误的是(　　)A.构成晶体空间点阵的物质微粒,可以是分子,也可以是原子或离子B.晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵,是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强,所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动C.组成晶体的物质微粒在平衡位置附近做永不停息的微小振动D.相同的物质微粒,可以构成不同的空间点阵
【解析】选B。组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子,这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子,A正确;组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规则的热运动之中,物质微粒之间还存在相互作用,晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵,是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强,物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离,只能在平衡位置振动,B错误,C正确;相同的物质微粒,可以构成不同的空间点阵,例如金刚石和石墨。
3.(多选)下列现象中,哪些是液体的表面张力造成的(　　)A.两滴水银相接触,立即会合并到一起B.熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来,冷却后呈球形C.用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D.木船漂浮在水面上【解析】选A、B。用熔化的玻璃制成各种器皿,跟各种模型有关,并非表面张力造成的,C错误;D项是浮力等于重力的结果,故本题选A、B。
4.(多选)下列叙述中正确的是(　　)A.液体表面张力随温度升高而增大B.液体尽可能在收缩它们的表面积C.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能D.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些
【解析】选B、C。这是有关液体表面分子相互作用的问题。液体的表面层由于和气体接触,与内部情况不同,表面层分子的分布要比内部稀疏,这样分子间就表现为引力,即表面张力,这样液体表面就有收缩到最小的趋势;随温度的升高,表面层分子距离要增大,引力作用随之减小,所以表面张力要减小,而在液体内,分子间的引力基本等于斥力,当r=r0时,分子势能最小,在表面层r>r0,所以分子势能比液体内部的分子势能大,所以C正确,D错误。
5.(多选)下列关于液晶的说法中,正确的是(　　)A.液晶是液体和晶体的混合物B.液晶分子在特定方向排列比较整齐C.液晶态是介于固态和液态之间的中间态D.所有物质在一定条件下都能成为液晶【解析】选B、C。液晶是某些特殊的有机化合物,在某些方向上分子排列规则,某些方向上分子排列杂乱,液晶态是介于固态和液态之间的一种物质状态,有些物质在特定的范围之内具有液晶态,所以选项A、D错误,选项B、C正确。
【补偿训练】下列说法正确的是(　　)A.液晶的结构与晶体结构相同B.液晶的结构与液体的结构相同C.液晶的结构与非晶体结构相同D.液晶在某些性质上与晶体相同,在某些性质上又与液体相同
【解析】选D。液晶的结构既不同于晶体结构,也不同于液体结构和非晶体的结构,故选项A、B、C错误;液晶在力学性质上与液体相同,具有流动性、连续性,可以形成液滴,在光学性质、电学性质等方面又具有明显的各向异性,因而又具有晶体的某些性质,所以D项正确。
【新思维·新考向】情境:如图所示,在培养皿内注入清水,让两根细木杆相互平行地浮在水面上,再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”散开。
问题:(1)表面张力的方向是什么?提示:和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。(2)表面张力有怎样的效果?提示:使液体表面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形表面积最小。(3)加入酒精表面张力怎样变化?提示:加入酒精后表面张力减小。
七　固体　液体【基础达标】 (25分钟·60分) 一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列各组物质全部为晶体的是(　　)A.石英、雪花、沥青B.食盐、橡胶、沥青C.食盐、雪花、石英D.雪花、橡胶、石英【解析】选C。石英和雪花是晶体,沥青是非晶体,故A错误;食盐是晶体,橡胶和沥青是非晶体,故B错误;食盐、雪花、石英都是晶体,故C正确;雪花、石英是晶体,橡胶是非晶体,故D错误。
2.下列说法正确的是(　　)A.黄金可以切割加工成各种形状,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,也没有规则的几何形状
【解析】选D。常见的金属都是多晶体,因而黄金也是多晶体,只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,故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两种晶体,故B错误;单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性,并不是所有物理性质都表现出各向异性,故C错误;玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和规则的几何形状,D正确。
【补偿训练】非晶体和多晶体具有各向同性的特点是由于(　　)A.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C.多晶体内部结构的无规则性D.非晶体内部结构的有规则性【解析】选B。非晶体的各向同性是非晶体内部结构的无规则性,使不同方向上物质微粒的排列情况相同,则B正确,A和D错误;因为多晶体是由单晶体组成的,内部小晶粒的排列杂乱无章,C错误。
3.液体表面张力产生的原因是(　　)A.液体表面层分子较紧密,分子间斥力大于引力B.液体表面层分子较紧密,分子间引力大于斥力C.液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力D.液体表面层分子较稀疏,分子间斥力大于引力【解析】选C。在液体内部,分子间距约为r0,分子间引力与斥力大致相等,在表面层,分子间距大于r0,分子间引力大于斥力,合力为引力,即表面张力,故C项正确。
【补偿训练】关于液体的表面张力现象,下列说法正确的是(　　)A.液体表面层的分子分布比内部密B.液体有使其体积收缩到最小的趋势C.液体表面层分子之间只有引力而无斥力D.液体表面层的张力有使其表面积收缩到最小的趋势【解析】选D。液体表面层的分子分布比内部稀疏,分子间距离大于r0,分子间作用力引力大于斥力,表面张力使液体表面积收缩到最小,故D项正确。
4.关于浸润与不浸润现象,下面的几种说法中正确的是(　　)A.水是浸润液体B.水银是不浸润液体C.同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象【解析】选C。浸润或不浸润,是指一种液体对某一种固体来说的。孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义。同一种液体对不同的固体,可能浸润,也可能不浸润,例如水对玻璃浸润,而对荷叶就不浸润。浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,都属于毛细现象,只有C项正确。
5.关于液晶,下列说法中正确的有(　　)A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而保持不变【解析】选C。液晶的微观结构介于固体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向上排列比较整齐,但分子的排列是不稳定的,A、B两项错误;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,C正确、D错误。
6.关于固体、液体的性质,下列说法不正确的是(　　)A.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于表面张力的作用B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点C.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点D.唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”,诗中荷叶和露水表现为不浸润
【解析】选C。玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是表面张力的作用,A正确;彩色液晶显示器是利用了液晶的光学各向异性的特点,选项B正确;单晶体和多晶体都有确定的熔点,选项C错误;水珠在荷叶上呈现球形是荷叶和露水表现为不浸润的现象,D正确。
二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)收集雪花的各种图案,比较分析它们的异同。雪花是晶体还是非晶体?【解析】冬天,水汽在玻璃窗上结晶时会形成美丽而有规则的冰窗花,它有时呈羽毛状,有时像一张张蕨类植物的叶子,有“茎”有“脉”,用放大镜仔细观看几片雪花,你会发现,虽然没有两片雪花是完全相同的,但所有的雪花都呈现六角形的规则图案,所以雪花是由微小的冰晶组成的晶体。答案:见解析
8.(14分)把一根弯成如图所示形状的金属丝悬挂在灵敏弹簧测力计的下端,然后将盛有液体的杯子放在金属丝下面,使金属丝浸入液体中,这时如果把灵敏弹簧测力计慢慢地向上移动,让金属丝的水平部分从液体里露出来,就可以看到,金属丝和液面之间出现了一层液体的薄膜,同时金属丝本身也被薄膜包围着,由于表面张力的作用,薄膜向下拉金属丝,而使测力计的弹簧伸长,继续移动测力计,直到金属丝和液面之间的薄膜刚要断开为止,设此时测力计的读数为F,金属丝的重力为mg,求薄膜每一面上平行于金属丝的分界线上表面张力的大小。
【解析】当将要把金属丝和液面之间的薄膜拉断时,表面张力的方向为竖直向下,设每一面上的张力大小为F′,由平衡条件F=mg+2F′,得 答案:
【能力提升】（15分钟·40分）9.(6分)(多选)(2020·江苏高考)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有(　　)A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列
【解析】选A、C。根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形,它的物理性质在各个方向上是相同的,叫“各向同性”,它没有固定的熔点。选项A、C正确。
10.(6分)在天平的左盘挂一根铁丝,右盘放一砝码,且铁丝浸于液体中,此时天平平衡,如图所示,现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面,则(　　)A.天平仍然平衡B.由于铁丝离开液面沾上液体,重量增加而使天平左端下降C.由于铁丝刚离开液面,和液面间生成一层液膜,此液膜的表面张力使天平左端下降D.以上说法都不对
【解析】选C。由于铁丝刚好露出液面,和液面间形成了一层液膜,此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作用力,所以天平左端下降,C项正确。
11.(6分)(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,把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好),关于圆板,下列说法正确的是(　　)A.圆板的导电性能具有各向异性B.圆板是非晶体C.圆板是多晶体D.圆板是单晶体
【解析】选A、D。电流表读数发生变化,说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同,即各向异性,所以圆板是单晶体,A、D正确。
12.(6分)晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子),图中AB、AC、AD为等长的三条直线。下列说法中正确的是(　　)A.A处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动B.三条直线上晶体分子的数目相同,表明晶体的物理性质是各向同性的C.三条直线上晶体分子的数目不同,表明晶体的物理性质是各向异性的D.以上说法均不正确
【解析】选C。晶体中的分子只在平衡位置附近振动,不会沿三条直线发生定向移动,故A错误;三条直线上晶体分子的数目不同,表明晶体的物理性质是各向异性的,故B、D错误,C正确。
13.(16分)长征五号B搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,于北京时间2020年5月5日18时0分,从文昌航天发射场点火升空。有两个圆柱体洁净玻璃容器,其中分别封装有水和水银,若把它们放入“实验船”内,在它围绕地球做匀速圆周运动的过程中,两容器中水和水银会出现什么形状?