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课时梯级训练(12) 物质的聚集状态 晶体与非晶体
1.红磷是巨型共价“分子”,属无定型结构,下列方法能证明红磷是非晶体的是 ( )
A.质谱法
B.原子光谱法
C.核磁共振谱法
D.X射线衍射法
D 解析:X射线衍射法是判断某固体是晶体还是非晶体的最可靠的方法。
2.下列关于晶体的说法正确的是 ( )
A.固体就是晶体
B.固体SiO2一定是晶体
C.晶体从外观上看是有规则几何形状的固体
D.不同的晶体一定有不同的几何形状
C 解析:晶体具有固定的熔点,有规则的几何外形,但固体不一定是晶体,例如普通玻璃,A错误,C正确;SiO2也有非晶体,B错误;不同的晶体可能因为排列方式相同而呈现相同的几何外形,D错误。
3.下列有关晶体和非晶体的说法正确的是 ( )
A.具有规则几何外形的固体均为晶体
B.晶体具有自范性,非晶体没有自范性
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
B 解析:晶体的规则几何外形是自发形成的,有些固体尽管有规则的几何外形,但由于不是自发形成的,所以不属于晶体,A、D错误;自范性是晶体和非晶体的本质区别,B正确;晶体是由晶胞通过无隙并置形成的,构成晶体的粒子在三维空间呈现周期性的有序排列,因此,晶体研碎成小的颗粒仍然是晶体,C错误。
4.下列关于晶体的说法正确的是 ( )
A.将饱和硫酸铜溶液降温,析出的固体不是晶体
B.假宝石往往是玻璃仿造的,可以用划痕的方法鉴别宝石和玻璃制品
C.石蜡和玻璃都是非晶体,但它们都有固定的熔点
D.蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同
B 解析:饱和CuSO4溶液降温可析出胆矾,胆矾属于晶体,A错误;宝石的硬度较大,玻璃制品的硬度较小,可以根据有无划痕来鉴别,B正确;非晶体没有固定熔点,C错误;晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有些差异,D错误。
5.玻璃是常见的非晶体,在生产、生活中有着广泛的应用,下列有关玻璃的说法错误的是 ( )
A.玻璃内部粒子排列是长程无序和短程有序的
B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升
C.水晶和玻璃都是非晶体,内部粒子都呈相对无序排列
D.利用X射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶
C 解析:水晶是晶体,内部粒子呈周期性有序排列,玻璃是非晶体,内部粒子呈相对无序排列,可以用X射线衍射实验进行鉴别,C错误,D正确。
6.市场上有些不法分子利用消费者对宝石的知识了解不多,常用玻璃制品代替宝石出售给消费者,骗取钱财。若你是市场执法人员,你如何简单鉴别真伪 ( )
①高温灼烧 ②分别在玻璃上刻画,看痕迹 ③在光线下观察其形状和折光率 ④测其密度
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
B 解析:宝石的硬度较大,玻璃的硬度较小,能在玻璃上刻出划痕;宝石是晶体,具有各向异性,在光线下观察其形状和折光率,在不同方向上表现出不同的性质和折光率,而玻璃是非晶体,不具有各向异性。
7.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,下列说法正确的是 ( )
①a是晶体 ②a是非晶体 ③b是晶体 ④b是非晶体
A.②④ B.②③ C.①④ D.①③
C 解析:由图可知,物质a的熔化曲线中存在“平台”,此段曲线内物质a受热熔化,完全熔化后温度继续升高,说明物质a有固定的熔点,故a是晶体。物质b的熔化曲线中不存在“平台”,说明物质b加热过程中温度一直升高,没有固定的熔点,故b是非晶体,C正确。
8.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,下列有关玻璃态水的叙述正确的是 ( )
A.玻璃态水和固态冰都是晶体
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.玻璃态水属于液晶,是介于液态和晶态之间的物质状态
C 解析:玻璃态水无固定形状,不存在晶体结构,故玻璃态水不是晶体,其X射线图谱上没有分立的斑点或明锐的衍射峰,A错误;因玻璃态水的密度与普通液态水相同,故水由液态变为玻璃态时体积不变,B错误;玻璃态水不属于液晶,是水的一种特殊存在状态,C正确,D错误。
9.下列关于晶体和非晶体的说法不正确的是 ( )
A.破损的胆矾能在饱和CuSO4溶液中自动变成规则的多面体形
B.晶体某些物理性质的各向异性反映了晶体内部质点排列的有序性
C.实验室中可利用导电性区别晶体和玻璃体
D.固体SiO2可能是晶体,也可能是非晶体
C 解析:晶体除了金属外,一般都不导电,玻璃体是一种无规则结构的非晶态固体,不导电,故不能利用导电性区分晶体和玻璃体,C错误;固体SiO2可能是晶体(如水晶),也可能是非晶体(如玛瑙),D正确。
10.用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡成椭圆形,这是因为 ( )
A.云母是热的不良导体,传热不均匀
B.石蜡是热的不良导体,传热不均匀
C.石蜡具有各向异性,不同方向导热性能不同
D.云母具有各向异性,不同方向导热性能不同
D 解析:用烧热的钢针去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面,熔化了的石蜡成椭圆形,说明云母在各个方向上的导热性不同,说明云母属于晶体,具有各向异性。
11.下列关于晶体性质的叙述不正确的是 ( )
A.晶体的自范性是指在适宜条件下晶体能够自发地呈现封闭规则的多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的,但统一于晶体中
C.晶体的对称性是微观粒子在空间呈周期性有序排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
B 解析:晶体的各向异性和对称性不是矛盾的,晶体的对称性是微观粒子在空间呈周期性有序排列的必然结果,而各向异性是微观粒子的排列具有特定的方向性。
12.晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300 mm、重达81 kg的大直径硅单晶, 晶体硅大量用于电子产业。下列叙述正确的是 ( )
A.形成晶体硅的速率越快越好
B.晶体硅有固定的熔、沸点,研碎后就变成了非晶体
C.可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关,而与各向异性无关
C 解析:形成晶体硅的速率过快,可能形成非晶体,A错误;晶体硅有固定的熔、沸点,研碎后仍是晶体,B错误;晶体硅的形成与晶体的自范性和各向异性都有密切关系,D错误。
13.物质有晶体和非晶体之分,并且晶体与非晶体之间有很多不相同的地方。下列有关晶体和非晶体的叙述正确的是 ( )
A.玻璃、石蜡、松香、食盐都是非晶体
B.晶体的形状一般都是规则的,而非晶体的形状都是不规则的
C.由于没有固定的熔点和凝固点,非晶体固体在加热熔化的过程中温度一直保持上升的趋势
D.当晶体的温度处于熔点时,它的状态应该是固态或液态
C 解析:玻璃、石蜡、松香是非晶体,而食盐是晶体,A错误;某些人工合成的非晶体也可以具有规则的几何外形,B错误;由于没有固定的熔点和凝固点,非晶体固体在加热熔化的过程中温度一直保持上升的趋势,C正确;当晶体的温度处于熔点时,它可能处于固态,也可能处于液态,还可能处于固液共态,D错误。
14.下列关于物质聚集状态的叙述错误的是 ( )
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得较紧凑,相对运动较弱
D.液态物质的粒子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
A 解析:物质的聚集状态除了气、液、固三态外,还有非晶体、离子液体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;对于固态物质,原子或分子相距很近,分子难以平动和转动,但能够在一定的位置上做不同程度的振动,C正确;对液态物质而言,分子间距离比固态中的大一些,分子间作用力也比固态中的小一些,分子的转动明显活跃,使之表现出明显的流动性,D正确。
15.下列说法错误的是 ( )
A.等离子体由于具有能自由运动的带电粒子,故具有良好的导电性和流动性
B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
C.因晶体外形和内部质点排列的高度有序性,故常表现出各向异性
D.物质的聚集状态只有三种:气态、液态和固态
D 解析:等离子体中的粒子带有电荷且能自由运动,使等离子体具有很好的导电性,也具有很高的温度和流动性,应用比较广泛,A正确;由于晶体具有自范性,缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块,B正确;晶体具有各向异性是因外形和内部质点排列的高度有序性,C正确;物质的聚集状态除了气态、液态和固态外,还有一些特殊的状态,比如液晶,D错误。
16.为了研究在纳米级的空间中水的结冰温度,科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。如图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度,冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。下列说法正确的是 ( )
A.不同直径碳纳米管中的冰柱结构相似,体现晶体的自范性
B.不同直径的冰柱都属于晶体,但内部的水分子并非都呈周期性有序排列
C.碳纳米管和金刚石、石墨都是碳元素形成的单质,互为同分异构体
D.水在碳纳米管中结冰的规律是碳纳米管直径越大,结冰温度越低
D 解析:不同直径碳纳米管中水结成冰柱,冰柱结构受碳纳米管影响,不能体现晶体的自范性,A错误;冰属于晶体,其内部的水分子呈周期性有序排列,B错误;碳纳米管和金刚石、石墨都是碳元素形成的单质,它们互为同素异形体,C错误;根据图示,随着碳纳米管直径的增大,结冰温度依次为27 ℃、7 ℃、-53 ℃、-83 ℃,即碳纳米管直径越大,结冰温度越低,D正确。
17.Ni与Al形成的合金具有抗高温氧化、耐腐蚀等优点,微观结构如图a所示;用金属铼(Re)掺杂后,形成的化合物NixAlyRe1-y的微观结构如图b所示:
已知:Re与Mn同族。下列说法正确的是 ( )
A.Re与Ni均为ds区元素
B.图b为化合物NixAlyRe1-y的晶胞结构
C.x=3,y=0.875
D.图a的晶胞参数为a pm,则晶体密度为 g/cm3,设NA为阿伏加德罗常数的值
C 解析:Re和Mn同族位于第ⅦB族,Ni位于第Ⅷ族,都是d区元素,A错误;图b结构不能无隙并置,不是晶胞,B错误;利用均摊法,x=6×=3,y=7×=0.875,C正确;图a的晶胞参数为a pm,则晶体密度为 g/cm3= g/cm3,D错误。
18.许多物质既可以晶体形式存在,又可以非晶体形式存在,晶体和非晶体在空间结构和性质方面存在很大差异,例如把水晶的结晶熔化,再使它冷却,可得非晶体的石英玻璃。请回答下列问题:
(1)水晶呈现规则的几何外形,其原因是
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(2)云母的结晶薄片,在外力的作用下,很容易沿平行于薄片的平面裂开,这说明晶体具有__________。
(3)在云母片上,涂上一层薄薄的石蜡,然后用炽热的钢针去接触云母片的反面,则石蜡沿着以接触点为中心,向四周熔化成椭圆形,这表明云母晶体在各方向上的______不同;若用石英玻璃代替云母片重做上面实验,发现熔化了的石蜡在石英玻璃上熔化成圆形,这说明非晶体具有__________,其原因是
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(4)非晶体的石英玻璃,经过相当长的时间后,在它里面生成了微小的晶体,形成透明性减弱的模糊斑点。这说明
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答案:(1)水晶内部粒子呈现周期性的有序排列
(2)各向异性
(3)导热性 各向同性 非晶体内部粒子呈相对无序排列
(4)晶体与非晶体在合适的条件下,可以发生转化
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