高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识优质导学案及答案

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认识物质的聚集状态。
能从微观角度理解晶体的结构特征，并能结合晶体的特点判断晶体与非晶体。
重点：判断晶体与非晶体。
难点：判断晶体与非晶体。
1．物质的聚集状态
(1)物质的聚集状态除了固态、液态和气态之外，还有晶态、非晶态和塑晶态、液晶态等。
(2)物质并不一定都由分子构成，如气态的等离子体、液态的离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等都无分子。
①等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。
②离子液体：熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
③液晶：介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。
2．晶体与非晶体
(1)晶体与非晶体的本质差异
(2)获得晶体的途径
①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
(3)晶体的特性
(4)晶体与非晶体的区分方法
1.下列叙述正确的是( )
A．食盐粉末为非晶体
B．液体与晶体的混合物叫液晶
C．等离子体的基本构成微粒是带正电的离子和电子及不带电的分子或原子
D．等离子体的外观为固态
答案 C
2.下列物质属于晶体的是（ ）【多选】
①食盐 ②玻璃 ③陶瓷 ④胆矾 ⑤橡胶 ⑥水晶
答案 ① ④⑥
3.区别晶体与非晶体最可靠的方法是（ ）
测定熔点B．X-射线衍射实验 C.观察外形 D.通过比较硬度确定
答案 B
4.下列过程可以得到晶体的有（ ）【双选】
A．对NaCl饱和溶液降温，所得到的固体
B．气态H2O冷却为液态，然后再冷却成的固态
C．熔融的KNO3冷却后所得的固体
D．将液态的玻璃冷却成所得到的固体
答案 AC
考点1晶体与非晶体的比较
1．晶体与非晶体的比较
晶体和非晶体在结构上的差异导致它们在性质上有所不同。根据固体的某些性质，可以判断某一固体是晶体还是非晶体。二者具体差异如下：
2.晶体呈现自范性的条件
晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态(玻璃态)。如玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
3．晶体具有自范性的本质原因
晶体具有自范性的本质原因是晶体中粒子在微观空间呈现周期性有序排列。
下列叙述中，不正确的是( )
A．从硫酸铜饱和溶液中可以析出硫酸铜晶体
B．具有规则几何外形的固体不一定是晶体
C．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
D．具有各向异性的固体一定是晶体
答案 C
【解析】 溶质从溶液中析出是得到晶体的一条途径，A正确；有些人工加工而成的固体也具有规则的几何外形，B正确；晶体所具有的规则几何外形、各向异性和固定的熔点是其内部粒子规律性排列的外部反映，因此D正确，C错误。
将等物质的量晶体具有各向异性。如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的eq \f(1,104)。则晶体的各向异性主要表现在( )
①硬度 ②导热性 ③导电性 ④光学性质
A．①③ B．②④
C．①②③ D．①②③④
答案 D
【解析】 由题意知，蓝晶石在不同方向上的硬度不同，石墨在与层垂直方向和与层平行方向上原子排布不同，导致导电性不同，导热性、光学性质也不同。
1．液晶已有广泛的应用，如手机、电脑、电视的液晶显示器。下列有关液晶的叙述不正确的是( )
A．是介于液态和晶态之间的物质状态
B．具有液体的流动性、晶体的各向异性
C．液晶都不稳定
D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
答案 C
【解析】 实用液晶在常温下十分稳定，C错误。
2．水的状态除了气态、液态和固态外，还有玻璃态。液态的水急速冷却到165 K就可以转变成玻璃态，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与液态水的密度相同。下列有关叙述正确的是( )
A．玻璃态水是分子晶体
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．水由液态变为玻璃态，体积缩小
D．玻璃态是水的一种特殊状态
答案 D
【解析】 玻璃态水不存在晶体结构，所以不属于分子晶体，A错误；玻璃态水的密度与液态水的密度相同，则水由液态变为玻璃态时，体积不变，B、C错误。
3．Al65Cu20C15是一种十边形准晶，在准晶的原子排列中，其结构是长程有序的，这一点和晶体相似，但是准晶不具备晶体的平移对称性，是一种介于晶体和非晶体之间的固体结构。下列可区分晶体、准晶及非晶体的最可靠的方法是( )
A．测定熔点
B．进行X射线衍射实验
C．测定密度
D．观察外形
答案 B
4.下列叙述正确的是( )
A．玻璃、石蜡、松香、氯化钠都是非晶体
B．晶体中粒子呈周期性有序排列，非晶体粒子排列完全无序
C．非晶体在加热熔化的过程中温度保持上升趋势
D．当晶体处于熔点温度时，它的状态应是固态或液态
【解析】选C。玻璃、石蜡、松香是非晶体，而氯化钠是晶体，A错误；晶体中粒子呈周期性有序排列，而非晶体粒子则相对无序，B错误；由于非晶体没有固定的熔点，非晶体在加热熔化的过程中温度保持上升趋势，C正确；当晶体处于熔点温度时，它可能处于固态、液态或固液混合态，D错误。
5.关于晶体和非晶体的说法，正确的是( )
A．晶体在三维空间里呈周期性有序排列，因此在各个不同的方向上具有相同的物理性质
B．晶体在熔化过程中需要不断地吸热，温度不断地升高
C．普通玻璃在各个不同的方向上力学、热学、电学、光学性质相同
D．晶体和非晶体之间不可以相互转化
答案 C
6.下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A．水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B．当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线
C．晶体都具有自范性。自范性是晶体的本质属性
D．晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形
答案 D
【解析】水晶的化学成分是二氧化硅，属于晶体，而玻璃是混合物，属于非晶体，A正确；当单一波长的X射线通过晶体时，可发生衍射，可以看到明显的分立的斑点或者谱线，B正确；在适宜条件下，晶体能够自发地呈现封闭的规则和凸面体外形的性质，即晶体的自范性，C正确；晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，D错误。
7．下列有关晶体常识的叙述错误的是( )
A．水晶属于晶体，有固定的熔点，而玻璃无固定的熔点，属于非晶体
B．当单一波长的X射线通过晶体时可以看到明显的分立的斑点或者谱线
C．晶体都具有自范性，自范性是晶体的本质属性
D．晶体都具有规则的几何外形，而非晶体都不具有规则的几何外形
答案 D
【解析】 晶体具有规则的几何外形，但非晶体也可能具有规则的几何外形，如钻石形状的玻璃制品，D错误。
8．下列关于晶体的说法正确的是( )
A．粉末状的硝酸钾固体没有多面体外形，故为非晶体
B．晶体呈现自范性的过程是非自发的过程
C．玛瑙和水晶皆为晶体，二者都是熔融二氧化硅快速凝固所形成的
D．当晶体生长速率适当时才可得到规则的多面体外形
答案 D
【解析】 A项，有的固体粉末肉眼看不到晶体外形，放到光学显微镜下才可以看到整齐规则的晶体外形，粉末状的KNO3为晶体，错误；C项，玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是热液缓慢冷却形成的，错误。
9.下列关于聚集状态的叙述中，错误的是( )
A．物质只有气、液、固三种聚集状态
B．气态是高度无序的体系存在状态
C．固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱
D．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性
答案 A
【解析】物质的聚集状态，除了气、液、固三态外，还有非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等聚集状态，A错误；物质处于气态时，分子间距离大，分子运动速度快，体系处于高度无序状态，B正确；据物质固态时微粒间距离较小可判断，固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱，C正确；对液态物质而言，分子相距比较近，分子间作用力也较强，表现出明显的流动性，D正确。
10.玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，有关玻璃的说法错误的是( )
A．玻璃内部微粒排列是无序的
B．玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C．光纤和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D．利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
答案 C
【解析】选C。根据玻璃的结构示意图，构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，A对、B对；玻璃属于非晶体但光导纤维属于晶体，C错；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，D对。
固体
自范性
微观结构
晶体
有
原子在三维空间里呈
周期性有序排列
非晶体
没有
原子排列相对无序
区分方法
测熔点
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
可靠方法
对固体进行X射线衍射实验
晶体
非晶体
微观结构特征
粒子周期性有序排列
粒子排列相对无序
性质特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
各向异性
有
无
鉴别方法
间接方法
看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性
科学方法
对固体进行X射线衍射实验
举例
NaCl、I2、Na晶体等
玻璃、橡胶等