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集体备课课件ppt

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1.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。形成宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。2.知道物质的聚集状态会影响物质的性质,通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。形成科学探究与创新意识的化学学科核心素养。3.能运用晶体模型来描述和解释有关晶体性质的现象,形成分析晶胞结构的思维模型(均摊法),能根据晶胞的结构确定粒子个数及化学式。形成证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
一、物质的聚集状态1.物质三态之间的相互转化。
2.物质的特殊聚集状态。(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)晶态、非晶态以及介乎两者之间的塑晶态、液晶态等。
微思考1(1)等离子体就是液态电解质吗?提示:不是。等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,而液态电解质由阴离子和阳离子或分子组成。(2)实用液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现各向异性,其原因是什么?提示:实用液晶内部分子的排列沿分子长轴方向取向一致。
二、晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异。
2.晶体的特点。(1)自范性:①定义:晶体能　自发　地呈现　多面体　外形的性质。 ②呈现条件之一:晶体　生长的速率　适当。 ③本质原因:晶体中粒子在　微观空间　里呈现　周期性　的　有序　排列。 (2)各向异性:许多物理性质常常会表现出各向异性。(3)晶体有较固定的　熔点　。 (4)外形和内部质点排列的高度　有序　。 
3.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。 4.区分晶体和非晶体的方法。
微思考2下图是几种常见晶体的图片,请思考有规则的几何外形的固体一定是晶体吗?
提示:有规则几何外形或美观、对称外形的固体不一定是晶体。例如,玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观对称的外观,但玻璃属于非晶体。
微判断(1)物质的存在状态只有气态、液态和固态三种。(　　)(2)同一物质不论是处于晶态还是非晶态,性质相同。(　　)
微训练下列关于晶体与非晶体的说法正确的是(　　)。A.晶体的熔化温度一定比非晶体高B.晶体有自范性但晶体中粒子的排列无序C.非晶体无自范性而且非晶体中粒子的排列无序D.晶体和非晶体都有各向异性答案:C
问题探究等离子体是宇宙中一种常见的物质聚集体,在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体。等离子体是电离了的“气体”,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括阳离子、电子、原子和分子。举例说明日常生活中哪些场景中存在等离子体。提示:蜡烛燃烧的火焰里、霓虹灯和日光灯的灯管里、雷电和极光里等。
归纳总结等离子体和液晶的比较。
【例1】 科学研究表明,物质有多种聚集状态,下列有关描述错误的是(　　)。A.等离子体的外观为气态B.等离子体的构成粒子仅有电子、阳离子C.液晶和液态是物质的两种聚集状态D.离子液体是熔点低于或稍高于室温的离子化合物答案:B
解析:等离子体是由电子、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,故A项正确,B项错误;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,所以液晶和液态是不同的聚集状态,故C项正确;离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质,故D项正确。
学以致用1.下列关于液晶的说法中正确的是(　　)。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.液晶的光学性质与温度变化无关D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案:D
解析:液晶的微观结构介于晶态和液态之间,比如已实际应用的热致液晶分子在特定方向的排列比较整齐,且在某些物理性质方面具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,无位置序,分子可滑动,A、B项错误。外界条件的微小变化会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的光学性质,C项错误。温度、压力、外加电压等因素变化时,会改变液晶的光学性质,D项正确。
2.下列关于等离子体的叙述中,错误的是(　　)。A.是物质的一种聚集状态B.具有良好的流动性C.具有导电性D.基本构成粒子只有阴、阳离子答案:D解析:等离子体的基本构成粒子既有带电的电子和阳离子,也有中性的分子或原子,D项错误。
二 晶体与非晶体性质的比较
问题探究科学探究表明地球上水的状态除了气态、液态和固态外,还有玻璃态。它是由气态水急速冷却到165 K时形成的,玻璃态水无固定形态,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同。
(1)玻璃态水属于晶体吗?提示:不属于晶体。(2)水由液态变为玻璃态,体积是否发生变化?提示:体积不变。(3)玻璃态水内部的粒子是按一定规律呈周期性排列吗?提示:不是。晶体内部的粒子一定按一定规律呈周期性排列,而玻
归纳总结1.晶体与非晶体的比较。
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,但凝固速率过快时,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,而水晶是熔融态SiO2缓慢冷却形成的。
典例剖析【例2】 如图是某固体的微观结构示意图,请认真观察两图,判断下列说法正确的是(　　)。
A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体B.Ⅰ形成的固体某些物理性质有各向异性C.Ⅱ形成的固体一定有固定的熔、沸点D.两者的X射线图谱是相同的答案:B解析:观察结构图知,Ⅰ中粒子呈周期性有序排列,Ⅱ中粒子排布相对无序,故Ⅰ具有各向异性,具有较固定熔点,Ⅱ没有固定熔点,用X射线衍射实验检验两者,图谱明显不同。
易错警示 关于晶体与非晶体的认识误区。 (1)同一物质的固体可以是晶体,也可以是非晶体,如晶体SiO2和非晶体SiO2。 (2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体,不一定是晶体。例如,玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观、对称的外观。 (3)具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体也有固定的组成。 (4)晶体不一定都有规则的几何外形,如天然的水晶球。
学以致用3.下列有关晶体的结构和性质描述不正确的是(　　)。A.晶体呈现自范性的条件之一是晶体生长的速率适当B.同种物质可以形成不同结构,可以是晶体也可以是非晶体C.晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同D.气态物质冷却不经液态直接凝固是获得晶体的一种方法答案:C
解析:若物质的冷凝速率过快,可能得到非晶体(玻璃态),故形成晶体必须生长速率适当,才有自范性,故A项正确;物质在不同条件下可形成晶体也可形成非晶体,如天然石英是晶体,熔化后再冷却得到的石英为非晶体,故B项正确;晶体具有各向异性,晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性不同,故C项错误;获得晶体的方法有降温结晶、凝华、蒸发结晶等,气态物质冷却不经液态直接凝固是获得晶体的一种方法,故D项正确。
答案:D解析:晶体的各向异性主要表现在许多物理性质方面,如硬度、导热性、导电性、光学性质等。
5.如图为某物质发生凝固过程的图像。下列说法中正确的是(　　)。A.该物质属于非晶体B.该物质的熔点为80 ℃C.该物质的凝固过程用时18 minD.该物质的凝固过程需要吸热答案:B
解析:由图像可知,该物质在凝固过程中,从8 min到18 min时,共用时10 min,温度没有变化,说明处于固液共存态,由此判断该物质属于晶体,故A、C两项错误;处于固液共存态时温度是80 ℃,即该物质的熔点为80 ℃,故B项正确;物质由液态变为固态叫凝固,凝固放热,故D项错误。
1.下列有关液晶的叙述中不正确的是(　　)。A.具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性B.可制造液晶显示器C.不是物质的一种聚集状态D.液晶分子聚集在一起时,施加电场会对其分子间的相互作用产生影响答案:C解析:液晶是物质的一种聚集状态。
2.下列关于晶体和非晶体的说法中,正确的是(　　)。A.晶体常温下呈固态,非晶体常温下均为液态B.晶体硬度大,非晶体都很柔软C.晶体和非晶体均有固定的熔点D.构成晶体的粒子在空间呈有规则的重复排列答案:D
解析:晶体在常温下不一定呈固态,如Hg,非晶体在常温下不一定呈液态,如玻璃,故A项错误;晶体不一定硬度大,如晶体Na,非晶体不一定都很柔软,如玻璃,故B项错误;晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故C项错误;构成晶体的粒子在空间呈有规则的重复排列,故D项正确。
3.下列物质中,均属于非晶体的一组是(　　)。　A.塑料、沥青B.冰、玻璃C.蜂蜡、铁D.水晶、黄金答案:A解析:塑料、沥青是非晶体,故A项正确。冰是晶体,故B项错误。铁是晶体,故C项错误。水晶、黄金都是晶体,故D项错误。
4.下列途径不能得到晶体的是(　　)。A.熔融态SiO2快速冷却B.熔融态SiO2缓慢冷却C.FeCl3蒸气冷凝D.CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却答案:A
解析:晶体呈现自范性是需要一定条件的,即晶体生长的速率要适当。熔融态物质快速冷却时不能得到晶体,如熔融态SiO2快速冷却得到看不到晶体外形的玛瑙,缓慢冷却则形成水晶。FeCl3、AlCl3等固体均易升华,其蒸气凝华则得到晶体。CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却能析出胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。
5.下图为一块密度、厚度均匀的矩形样品,长为宽的两倍,若用多用电表沿两对称轴测其电阻均为R,则这块样品一定是(　　)。A.金属B.半导体C.非晶体D.晶体答案:D解析:由于AB段的长度是CD段长度的2倍,而AB、CD间的电阻却相等,说明样品横向(AB)与纵向(CD)的导电性不同,具有各向异性,而晶体的特征之一是某些物理性质各向异性,故该样品为晶体。
6.在一个小烧杯里加入少量碘,用一个表面皿盖在小烧杯上,并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热,观察实验现象。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是　　　　　　　　。 (2)观察到的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)在表面皿上是碘的　　　　(填“晶体”或“非晶体”)。 (4)这种获得晶体的方法是　　　　,制取晶体的方法还有　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 
答案:(1)冷却碘蒸气　(2)烧杯中充满紫色的蒸气,在表面皿上有紫黑色的晶体　(3)晶体　(4)凝华　熔融态物质凝固　溶质从溶液中结晶
7.非晶硅光电薄膜太阳能电池在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅太阳能电池,发电成本仅为后者的三分之一。预计非晶硅光电薄膜太阳能电池产业的增长速率,将比多晶硅太阳能产业更为快速,非晶硅薄膜技术将成为今后太阳能电池的市场主流。
(1)下图中a、b是两种硅的部分结构,请指出哪种是晶体硅,哪种是非晶硅?
a:　　　　　;b:　　　　　。 
(2)下列有关晶体常识的相关说法中正确的是　　。 A.玻璃是非晶体B.固体粉末都是非晶体C.晶体内部质点具有有序性,有固定的熔、沸点和各向异性答案:(1)非晶硅　晶体硅(2)AC