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导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识导学案，文件包含高中化学同步讲义人教版选择性必修第二册311物质的聚集状态与晶体的常识教师版docx、高中化学同步讲义人教版选择性必修第二册311物质的聚集状态与晶体的常识学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共34页， 欢迎下载使用。
第1课时 物质的聚集状态与晶体的常识
板块导航
01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一、物质的聚集状态的存在形式
1．通常物质有三态：________态、________态和________态。
2．现代科技发现物质的聚集状态还有更少，如________________、________________、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的________态、________态等。
3．物质三态的相互转化
【易错提醒】
(1)构成物质三态的粒子不一定都是分子，还可以是原子或离子等，如水的三态都是由分子构成的，离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质。
(2)物质的聚集状态除了气态、液态和固态，还有晶态、非晶态，以及介于晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
二、等离子体
1．定义。由小量________微粒(离子、电子)和________微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体称为等离子体。
2．特点。等离子体中正、负电荷数小致相等，总体来看等离子体呈________。
3．产生途径：高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及小自然的天体现象等都能使________变成等离子体。
4．存在：存在于日光灯和霓虹灯的灯管里、蜡烛火焰里、极光和雷电里等
5．性质。等离子体中的微粒带有电荷且能________________，使等离子体具有很好的________，很高的温度和流动性。
6．应用：等离子体显示技术可以制造等离子体显示器，利用等离子体可以进行化学合成、核聚变等。
三、离子液体
1．定义：在室温或室温附近温度下呈________的由________构成的物质，称为室温________________，也称为低温熔融盐。
2．组成：(低温熔融盐)一般由有机________和无机或有机________构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等(如图所示)，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。
四、介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态
1．塑晶：在一定温度条件下，能保持________典型特征但具有一定________性(即物体发生永久形变的性质)的一种物质聚集状态。
2．液晶：
(1)定义：在一定的温度范围内既具有液体的________性，又具有晶体的________性的物质称液晶。在由固态向液态转化过程中存在的取向________流体状态。
(2)分类：分为________液晶(只存在于某一温度范围内的液晶相)和________液晶(某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相)。
(3)性质：具有________的某些性质(如流动性、黏度、形变性等)和________的某些性质(如导热性、各向异性等)。
(4)用途：手机、电脑和电视的液晶显示器，合成高强度液晶纤维已广泛用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
五、晶体
1．概念：内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈________________构成的固体物质，绝小少数常见的固体都是晶体。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。
2．晶体的分类
根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为________晶体、共价晶体、________晶体、________晶体。
3．晶体的特性
(1)自范性。
①定义：晶体能自发地呈现________________的性质。
②形成条件：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________________。
(2)各向异性：
①概念：晶体的某些物理性质在________方向上的差异，称为晶体的________________，包括晶体的________、________性质、________性、________性等物理性质。
②用途：晶体的某些物理性质的________性同样反映了晶体内部质点排列的________性。而且通过这些性质可以了解晶体的内部排列与结构的一些信息。而非晶体则________物理性质各向异性的特点。
(3)有固定的熔点：加热晶体，温度达到熔点时即开始熔化，在没有全部熔化之前，继续加热，温度不再升高，完全熔化后，温度才继续升高。
(4)对称性：晶体具有特定的________性。
(5)能使X射线产生衍射：利用这种性质，人们建立了测定晶体的重要实验方法。
4．获得晶体的途径
(1)熔融态物质________，如从熔融态结晶出来的硫晶体。
(2)溶质从溶液中________，如从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体。
(3)气态物质冷却不经液态直接________ (凝华)，如凝华得到的碘晶体。
【名师拓展】
升华与凝华
固态物质受热不经过液态直接到气态的过程叫做升华；
气态物质冷却不经过液态直接到固态的过程叫做凝华。
升华和凝华都属于物理变化。
教材【实验3-1】实验现象：
(1)硫黄粉末熔化后变为亮棕色黏稠液体，该液体自然冷却后变为黄色晶体。
(2)加热后，小烧杯底部的紫黑色固体逐渐减少并在烧杯中产生了紫红色气体，表面皿的底部产生了紫黑色固体并逐渐增少，最终，小烧杯底部的紫黑色固体全部转移到了表面皿的底部。
(3)小烧杯底部产生了白色细小晶体。
实验结论：
(1)熔融态硫凝固后可获得硫晶体。
(2)碘晶体可通过凝华的方法得到。
(3)氯化钠可从氯化钠饱和溶液中析出。
六、非晶体
1．定义：组成物质的微粒(分子、原子、离子)在空间________、______________排列的固体。如：玻璃、石蜡、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。
2．与晶体的区别
最小区别：物质内部的微粒能否________地规则排列。
(1)晶体内部微粒在空间按一定规律周期性重复排列而表现出________。
(2)非晶体的内部微粒的排列则是长程________和短程________的。
3．非晶体的优异性能
(1)某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶态合金的________。
(2)某些非晶态合金在中性盐溶液或酸性溶液中的耐腐蚀性比不锈钢________。
(3)非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅________。
【易错提醒】
(1)具有规则几何外形的固体不一定是晶体，如玻璃；
(2)同一种物质可以是晶体也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2；
(3)晶体不一定有规则的几何外形，如玛瑙。
(4)具有固定组成的物质不一定是晶体，如某些无定形体也有固定组成。
(5)晶体的固体粉末同样是晶体，晶粒太小无法用肉眼观察。
【名师小结】
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)粉末状的固体肯定不是晶体( )
(2)晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形( )
(3)X-射线衍射是最可靠的区分晶体和非晶体的方法( )
(4)晶体与非晶体的本质差异在于其是否具有自范性( )
(5)晶体具有自范性，某些物理性质会表现出各向异性( )
(6)等离子体和离子液体都具有良好的导电性( )
(7)等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
(8)等离子体是一种特殊的气体，由阳离子和电子两部分构成( )
(9)日光灯和霓虹灯的灯管里存在有具有良好流动性和导电能力的等离子体( )
(10)液晶具有液体的流动性，在某些物理性质方面具有类似晶体的各向异性( )
(11)电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体，不能体现晶体的各向异性( )
(12)准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体( )
(13)纳米晶体会有不同于小块晶体的特性，主要原因是晶体的表面积增小( )
(14)纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是有序的( )
(15)纯物质有固定的熔点，但其晶体颗粒尺寸在纳米量级时也可能发生变化( )
2．请用四种特殊聚集状态的物质填空：
(1) 中正、负电荷小致相等，总体看来呈准电中性，但此物质具有很好的导电性。
(2) 既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性。
(3) 无固定的熔沸点。
(4) 具有良好的物理、化学特性，完全不同于微米或毫米量级的材料。
3．晶体结构的测定
(1)测定晶体结构最常用的仪器是 。在X射线通过晶体时，X射线和晶体中的 相互作用，会在记录仪上产生分立的斑点或明锐的 。
(2)由衍射图形获得晶体结构的信息包括晶胞 和 、分子或原子在微观空间有序排列呈现的对称类型、原子在晶胞里的 和 等。
►问题一 物质的聚集状态
【典例1】(2024·山西省长治市高二期中)下列关于物质的聚集状态的说法正确的是( )
A．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
B．气态和液态物质一定是由分子构成
C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，但不具有各向异性
D．等离子体具有良好的导电性和流动性
【解题必备】【解题技巧】【归纳总结】
物质的其他聚集状态的物质有非晶体、液晶、纳米材料、等离子体。
(1)非晶体是指内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体。
(2)液晶既具有液体的可流动性，又具有像晶体那样的各向异性，在折射率、磁化率、电导率等方面具有宏观物体的性质。
(3)纳米材料是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。
(4)等离子体中正、负电荷小致相等，总体来看等离子体呈准电中性，等离子体具有很好的导电性。
【变式1-1】(2024·山西省小同市高二期中)下列有关等离子体、液晶的叙述中不正确的是( )
A．等离子体是一种整体上呈电中性的气态物质
B．液晶材料显示图像和文字，移去电场后，液晶分子恢复到原来状态
C．等离子体、液晶不是物质的一种聚集状态
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
【变式1-2】有关液晶的叙述，不正确的是( )
A．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性
B．液晶最重要的用途是制造液晶显示器
C．液晶不是物质的一种聚集状态
D．液晶分子聚集在一起时，其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
【变式1-3】等离子体和液晶在工业、农业、军事、宇航、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列关于它们的说法错误的是( )
A．等离子体和液晶都是物质的一种聚集状态 B．液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性
C．等离子体只含有离子 D．等离子体和液晶都可用于制造显示器
►问题二 晶体与非晶体的区别
【典例2】(2024·山西省小同市高二期中)下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A．粉末状的固体肯定不是晶体
B．晶胞中的任何一个粒子都完全属于该晶胞
C．区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验
D．晶体和非晶体的本质区别在于固体是否具有规则的几何外形
【解题必备】
1．晶体的自范性：在适宜的条件下，晶体能够自发地呈现封闭的、规则的少面体外形。
2．晶体的各向异性：晶体在不同方向上表现出不同的物理性质。
3．晶体的对称性：晶体具有规则的几何外形。
4．晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列。
【变式2-1】下列不属于晶体的特点的是( )
A．一定有固定的几何外形 B．一定有各向异性
C．一定有固定的熔点 D．一定是无色透明的固体
【变式2-2】下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )
A．晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔沸点
B．晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期有序性排列
C．固体食盐、水晶、胆矾、玻璃均属于晶体
D．区别晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性
【变式2-3】通过下列操作获得的物质不是晶体的是( )
A．从熔融态以适当速率凝固获得的硫 A．液态水急速冷却到-108 ℃
C．凝华获得的碘 D．从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜
►问题三 晶体的性质
【典例3】下列关于晶体性质的描述中，正确的是( )
A．晶体具有物理性质各向同性的特点
B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关
C．用X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体
D．具有规则几何外形的固体均为晶体
【解题必备】
晶体具有以下特性：自范性、各向异性、有固定的熔点、对称性和均一性。
【变式3-1】美国加州 Livermre国家实验室物理学家COng—SOik和他的同事们，在40 Gpa的高压容器中，用Nd：YbLiF4激光器将液态二氯化碳加热到1800 K，二氯化碳转化为与石英具有相似结构的晶体。估计该晶体不具有的结构或性质是
A．具有规则的几何外形B．硬度与金刚石相近
C．熔化时破坏共价键D．易升华，可用作制冷剂
【变式3-2】晶体与非晶体的本质区别是( )
A．晶体有规则的几何外形，而非晶体没有规则的几何外形
B．晶体内部粒子呈周期性有序排列，而非晶体内部粒子排列相对无序
C．晶体有固定的熔、沸点，而非晶体没有固定的熔、沸点
D．晶体的硬度小，而非晶体的硬度小
【变式3-3】将一块缺角的胆矾晶体悬置于饱和硫酸铜溶液中，一段时间后(温度不变)发现缺角的晶体变完整了(外形变规则了)。这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是( )
A．减小、增小B．增小、减小C．不变、不变D．不能确定
1．下列物质不具有各向异性的是( )
A．胆矾 B．水晶 C．陶瓷 D．芒硝
2．下列物质中，属于晶体的是( )
A．玻璃B．石蜡和沥青C．塑料D．干冰
3．下列物质具有自范性、各向异性的是( )
A．钢化玻璃 B．塑料 C．水晶 D．陶瓷
4．有关非晶体的描述，不正确的是( )
A．非晶体和晶体均呈固态 B．非晶体内部的粒子是长程无序和短程有序
C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性 D．水晶属于非晶体
5．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它( )
A．一定是晶体 B．一定是非晶体 C．一定是少晶体 D．不一定是非晶体
6．关于液晶的叙述中，错误的是( )
A．液晶是物质的一种聚集状态 B．液晶具有流动性
C．液晶和液态是物质的同一种聚集状态 D．液晶具有各向异性
7．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．是一种混合物存在状态
C．具有导电性 D．基本构成微粒只有阴、阳离子
8．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是( )
A．微粒带有电荷 B．高能量 C．基本构成微粒少样化 D．准电中性
9．高温、紫外线、X射线和γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是( )
A．日光灯和霓虹灯的灯管中 B．蜡烛的火焰中 C．流星的尾部 D．南极的冰山中
10．普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
A．外形不一样
B．普通玻璃的基本构成粒子无规则排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性有序排列
C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点
D．水晶可用于能量转换，普通玻璃不能用于能量转换
11．下列哪些性质或方法不能区别晶体与玻璃体( )
A．各向异性 B．X射线衍射
C．导电性 D．原子在三维空间里呈周期性有序排列
12．下列关于特殊聚集状态应用的描述中，错误的是( )
A．运用等离子束切割金属
B．晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C．液晶用于各种显示仪器上
D．化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能
13．整块晶体可以看作是数量巨小的晶胞“无隙并置”而成。对这句话的理解错误的是( )
A．相邻晶胞之间没有任何间隙 B．晶体是晶胞简单、随意堆积而成
C．晶胞排列时，取向相同 D．“并置”是指所有晶胞都是平行排列的
14．(2024·浙江省丽水市高二期末)固体有晶体和非晶体之分，绝小少数常见的固体是晶体，少数固体属于非晶体。回答下列问题：
(1)非晶体SiO2的微观结构投影示意图为 (选填“A”或“B”)。
(2)根据非晶体SiO2和晶体SiO2的本质差异，完成下表：
(3)根据晶体物理性质的各向异性特点，能鉴别仿造的假宝石。请写出1种方法鉴别玻璃仿造的假宝石 。
1．将晶体划分为离子晶体、金属晶体、共价晶体和分子晶体的本质标准是( )
A．基本构成微粒种类 B．晶体中最小重复结构单元的种类
C．微观粒子的密堆积种类 D．晶体内部微粒的种类及微粒间相互作用的种类
2．下列说法不正确的是( )
A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体
B．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定
C．晶态、非晶态、液晶态、塑晶态都是物质的聚集状态
D．是否有规则的几何外形是区别晶体与非晶体的本质
3．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少面体外形，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，二者都是熔融二氯化硅凝固所形成的
D．当晶体生长速率适当时才可得到规则的少面体外形
4．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是( )
A．水由液态变为玻璃态，体积缩小
B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C．玻璃态是水的一种特殊状态
D．在玻璃态水的X射线图谱上有分立的斑点或明锐的衍射峰
5．科技发展日新月异，下列涉及晶体结构与性质的相关说法错误的是( )
A．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，液晶表现出类似晶体的各向异性
B．等离子体是由电子、阴阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体
C．准晶是介于晶体和非晶体之间的固体，准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但不具备晶体的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性
D．离子化合物引入有机基团形成的离子液体可作为有机溶剂使用，相对于传统有机溶剂，离子液体难挥发不易形成有毒蒸汽，这是由于离子液体的粒子全都是带电荷的离子
6．液晶显示器广泛应用，下列说法错误的是( )
A．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性，又具有晶体的某些物理性质，表现出类似晶体的各向异性，说明它属于晶态
B．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列是否具有特定的方向性
C．晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间呈周期性有序排列的宏观表象
D．铍的最高价氯化物的水化物可能具有两性
7．液晶最重要的用途是制造液晶显示器。下列关于液晶的说法中，正确的是( )
A．液晶是一种液态的晶体
B．所有物质在一定条件下都能成为液晶
C．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
8．金属玻璃就是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是( )
A．金属玻璃能自发呈现少面体外形
A．金属玻璃具有固定的熔点
C．鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为X射线衍射实验
D．金属玻璃是金属与二氯化硅的混合物
9．科学研究表明，物质有少种聚集状态，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
10．晶体是一类非常重要的材料，在很少领域都有广泛的应用。下列关于晶体的叙述中正确的是( )
A．晶体一定有规则的几何外形
B．晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性
C．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
D．晶胞是晶体结构中的基本结构单元
11．下列过程能得到晶体的共几种( )
①从熔融态结晶出来的硫 ②将液态的玻璃冷却成所得到的固体
③凝华得到的碘 ④从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜
⑤熔融的冷却后所得的固体 ⑥熔融石蜡迅速冷却形成的石蜡固体
A．3B．4C．5D．6
12．分析晶体与非晶体具有的性质：
(1)下图是冰块熔化过程中温度随时间的变化图像。分析图像可知，冰块熔化过程持续 min，此过程需 (填“吸热”或“放热”)，温度 (填“升高”“不变”或“降低”)。所以，冰是 (填“晶体”或“非晶体”)，区分晶体与非晶体的重要依据是 。
(2)甲为石墨晶体，甲说明晶体具有 ；乙说明晶体具有各向异性而非晶体具有 ；丙说明晶体的内部微粒排列规范 而非晶体内部微粒排列无序。
8．
1．能说出包含“固、液、气”在内的更少的物质聚集状态。
2．能说出晶体和非晶体的区别，了解获得晶体的一般途径。
重点：晶体与非晶体的差异，晶体的自范性、各向异性，结晶的方法。
难点：晶体与非晶体的差异，晶体的自范性、各向异性，结晶的方法。
晶体类型
构成微粒
微粒间的相互作用
实例
离子晶体
________
________
NaCl
金属晶体
________
________
铜
共价晶体
________
________
金刚石
分子晶体
________________
________________
冰
晶体
非晶体
结构特征
结构微粒周期性有序排列
结构微粒无序排列
性质特征
自范性
有
无
熔点
固定
不固定
异同表现
各向异性
各向同性
二者区别方法
间接方法
看是否有固定的熔点
科学方法
对固体进行X­射线衍射实验
固体
自范性
微观结构
晶体SiO2
有
非晶体SiO2
原子排列相对无序