第3章 第1节 第1课时 物质的聚集状态 晶体与非晶体(教用Word)-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修2高中同步学案（人教版）

第三章　晶体结构与性质 第一节　物质的聚集状态与晶体的常识 第1课时　物质的聚集状态　晶体与非晶体 学习目标 核心素养 1．了解物质的聚集状态。 2．认识晶体与非晶体的本质差异。 3．知道晶体的特征和性质。 4．掌握晶体与晶胞的关系。 5．学会晶胞中原子个数的计算方法——均摊法。 1．能说出晶体与非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。 2．知道“X射线衍射”是区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法。 3．了解获得晶体的途径。 知识点一　物质的聚集状态　晶体与非晶体 一、物质的聚集状态 1．物质的聚集状态除了我们熟悉的固态、液态和气态以外，还有更多的聚集状态，如晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。 2．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聚集体，称为等离子体。它是一种特殊的气体，具有良好的导电性和流动性。 3．液晶 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、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。 二、晶体与非晶体 1．晶体与非晶体的本质差异 自范性 微观结构 晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列 非晶体 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序 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周期性的有序排列。 (2)各向异性：许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)常常会表现出各向异性。 (3)熔点：有(填“有”或“没有”)固定的熔点。 4．区分晶体和非晶体的方法 测定方法 测熔点 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 科学的方法 对固体进行X射线衍射实验 1．下列叙述不属于晶体特征的是(　　) A．有规则的几何外形　 B．具有各向异性 C．有对称性 D．没有固定熔点 [答案]　D 2．下列物质中属于晶体的是(　　) A．海盐 B．玻璃 C．陶瓷 D．胆矾 [答案]　D 1．晶体内部的微粒一定按一定规律呈周期性的排列吗？ [提示]　晶体内部的粒子一定按一定规律呈周期性的排列，而非晶体中的粒子排列是无规则的。 2．缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中能否慢慢变为完美的立方体块？ [提示]　能。NaCl从溶液中析出，可形成NaCl晶体。 [归纳提升] 晶体与非晶体的比较 晶体 非晶体 结构特征 结构粒子周期性有序排列 结构粒子无序排列 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：测定其是否有固定的熔点 科学方法：对固体进行X射线衍射实验 【易错提醒】　关于晶体与非晶体的认识误区 (1)同一物质可以是晶体，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，如玛瑙。 1．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 [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；B项，晶体自范性的呈现是一个自发的过程；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；D项，熔融态物质冷却凝固速率过快只得到看不到规则外形的粉末或块状物，玛瑙的形成就是一个例子。 [答案]　D 2．下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是(　　) A．具有规则几何外形的固体均为晶体 B．晶体具有自范性，有固定的熔点，可以使X光发生有规律的衍射 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 [解析]　晶体有整齐规则的几何外形，但是具有规则外形的不一定是晶体，如玻璃，A错误；晶体具有自范性，有固定的熔点，可以使X光发生有规律的衍射，B正确；晶体研碎后并没有改变晶体的结构排列，C错误；玻璃的内部结构无法规则地出现晶胞排列，D错误。 [答案]　B 1．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地排列，水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列 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 [解析]　晶体和非晶体的本质区别就是粒子(原子、离子或分子)在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。 [答案]　B 2．下列过程中不能得到晶体的是(　　) A．降低NaCl饱和溶液的温度所得到的固体 B．气态水直接冷却成固态水 C．熔融的KNO3冷却后所得到的固体 D．将液态的塑料冷却后所得到的固体 [解析]　塑料是非晶体。 [答案]　D 3．下列叙述中，正确的是(　　) A．水晶和石英玻璃都是晶体 B．粉末状的固体肯定不是晶体 C．具有各向异性的固体可能是晶体 D．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 [解析]　A项石英玻璃不是晶体；B项许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形，但仍是晶体；D项晶体与非晶体的根本区别在于晶体内部微粒在空间按一定规律是否做周期性重复性排列。 [答案]　C 4．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的几何外形的晶体 B．Ⅰ形成的固体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．二者的X射线图谱是相同的 [解析]　观察结构图可知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，Ⅱ中微粒排列相对无序，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体有各向异性，具有固定的熔、沸点，非晶体没有固定的熔、沸点，用X射线衍射实验检验晶体和非晶体，图谱明显不同。 [答案]　B 课时作业(九) 一、单项选择题(共9小题，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列物质中前者为晶体，后者为非晶体的是(　　) A．白磷、蓝矾　　　　 B．陶瓷、塑料 C．碘、橡胶 D．食盐、蔗糖 [解析]　A中白磷和蓝矾都是晶体；B中二者均为非晶体，C中碘为晶体，橡胶为非晶体；D中二者均为晶体。 [答案]　C 2．如图为一块密度、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 [解析]　由于AB＝2CD，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各向异性，非晶体则具有各向同性，故该样品为晶体。 [答案]　D 3．下列有关液晶的叙述中不正确的是(　　) A．具有液体的流动性、晶体的各向异性 B．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，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 [解析]　由液晶的定义可知液晶是物质的一种聚集状态，C错误；这种在一定温度范围内存在的液体既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这种液体称为液态晶体，简称液晶，所以A正确；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，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器，所以B、D都正确。 [答案]　C 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 [解析]　A项，将饱和CuSO4溶液降温，可析出胆矾，胆矾属于晶体。B项，一般宝石的硬度较大，玻璃制品的硬度较小，可以根据有无划痕来鉴别。C项，非晶体没有固定的熔点。D项，由于晶体的各向异性导致蓝宝石在不同方向上的硬度有一些差异。 [答案]　B 5．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热液缓慢冷却 C．FeCl3蒸气冷凝 D．CuSO4饱和溶液蒸发浓缩后冷却 [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快速冷却得到的是看不到晶体外形的玛瑙，热液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。D项析出胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。 [答案]　A 6．下列物质的聚集状态属于晶体的是(　　) A．立方体形的食盐颗粒 B．长方体形的玻璃 C．固体沥青 D．液晶 [解析]　立方体形的NaCl属于晶体，它是通过结晶过程形成的长程有序的结构，故A正确；长方体形的玻璃只是将玻璃态物质熔化后加工而成，其内部质点不是按一定规律有序排列的，所以不是晶体，B不正确；沥青是非晶体，C不正确；液晶是与晶体、非晶体均不同的结构状态，D不正确。 [答案]　A 7．不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(　　) A．石墨和金刚石是同素异形体 B．石墨中的碳原子呈周期性有序排列 C．石墨的熔点为3 625 ℃ D．在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线 [解析]　原子在三维空间里呈有序排列(B项)、有自范性、有固定的熔点(C项)、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分明的斑点或明锐的谱线(D项)等特征，都是晶体在各个方面有别于非晶体的体现。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系，如无定形碳也是金刚石、石墨的同素异形体，却属于非晶体。 [答案]　A 8．云母属于晶体，用烧热的钢条去接触涂有薄薄一层石蜡的云母片的反面时，熔化了的石蜡呈现椭圆形，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，不同的方向导热性不同 D．云母具有各向异性，不同的方向导热性不同 [解析]　云母属于晶体，具有各向异性，在不同的方向导热性不同，导致熔化了的石蜡呈现椭圆形。 [答案]　D 9．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。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 [解析]　晶体的各向异性主要表现在物理性质方面。 [答案]　D 二、不定项选择题(共3小题，每小题有一个或两个选项符合题意) 10．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毫米的大直径硅单晶，晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是(　　) A．形成晶体硅的速率越大越好 B．晶体硅没有固定的熔、沸点 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 [解析]　A选项，晶体的形成都要有一定的形成条件，如温度、压强、结晶速率等，但并不是说结晶速率越大越好；B选项，晶体有固定的熔、沸点；C选项，X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列就能区分出晶体与非晶体；D选项，晶体的形成与晶体的自范性有密切关系。 [答案]　CD 11．玻璃是常见的非晶体，在生产、生活中有着广泛的应用，有关玻璃的说法错误的是(　　) A．玻璃内部微粒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．光纤和玻璃的主要成分都可看成SiO2，二者都是非晶体 D．利用X射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶 [解析]　根据玻璃是非晶体知，构成玻璃的粒子的排列是长程无序和短程有序的，没有固定的熔点，A、B正确；光纤是SiO2晶体，C错误；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正确。 [答案]　C 12．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．X射线通过玻璃态水时，能产生谱线 [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，X射线通过玻璃态水时不能产生谱线，因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。 [答案]　C 三、非选择题 13．(1)在下列物质中，________(填序号，下同)是晶体，________是非晶体。 ①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·5H2O　⑥冰糖　⑦石蜡　⑧单晶硅　⑨铝块　⑩橡胶 (2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体一般都具有________，而非晶体________；另外非晶体具有物理性质________的特点，而晶体具有物理性质________的特点。 (3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是________(填序号)。 ①从外形上来判断 ②从各向异性或各向同性上来判断 ③从导电性能来判断 ④从有无固定熔点来判断 (4)(CH3)3NH＋和[AlCl4]－可形成离子液体。 离子液体由阴、阳离子构成，熔点低于100 ℃，其挥发性一般比有机溶剂______(填“大”或“小”)，可用作______(填标号)。 a．助燃剂 b．“绿色”溶剂 c．复合材料 d．绝热材料 [答案]　(1)②⑤⑥⑧⑨　①③④⑦⑩ (2)规则的几何外形　没有规则的几何外形　各向同性各向异性 (3)②④　(4)小　b 14．(1)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。若溶剂不挥发，则这段时间内晶体和溶液的质量变化分别是________、________(填“变大”“变小”“不变”或“不能确定”)。该变化过程中晶体表现出________性。 (2)晶体的许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)常会表现出________，而非晶体表现出________。 [答案]　(1)不变　不变　自范　(2)各向异性　各向同性 15．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)并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　结晶 16．非晶硅光电薄膜的发电成本仅为多晶硅的三分之一，将成为今后太阳能电池的市场主流。就晶体硅与非晶体硅探究如下问题。 (1)如图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)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 D．区别晶体和非晶体最有效的方法是进行X射线衍射实验 (3)关于晶体的自范性，下列叙述正确的是________。 A．破损的晶体能够在固态时自动变成规则的多面体 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．圆形容器中结出的冰是圆形的，体现了晶体的自范性 D．由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 [解析]　(1)从粒子在微观空间里是否具有有序性和自范性角度观察。(2)A项，玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体；B项，许多固体粉末不能用肉眼观察到晶体外形，但可通过光学显微镜或电子显微镜看到规则的几何外形，所以固体粉末也可能是晶体。(3)晶体的自范性指的是在适宜条件下，晶体能够自发呈现规则的几何外形的性质，这一适宜条件一般指的是晶体能够自动结晶析出的条件。A选项所述过程不可能实现；C选项中的圆形并不是晶体冰本身自发形成的，而是受容器的限制形成的；D选项中玻璃属于非晶体；B选项中的氯化钠属于晶体，从饱和溶液中析出是形成晶体的途径之一，其发生的原因是晶体的自范性。 [答案]　(1)非晶硅　晶体硅　(2)ACD　(3)B 学科网（北京）股份有限公司 $$