3.1 物质的聚集状态与晶体的常识 第1课时(同步讲义)化学人教版选择性必修2
2025-11-30
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 物质的聚集状态与晶体的常识 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 晶体常识 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 577 KB |
| 发布时间 | 2025-11-30 |
| 更新时间 | 2025-11-30 |
| 作者 | 四叶草syc |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-11-30 |
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| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
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 物质的聚集状态与晶体的常识
教学目标
1.了解物质的聚集状态。
2.认识晶体和非晶体的本质差异。
3.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性。
重点和难点
重点:物质的聚集状态 晶体和非晶体的本质差异
难点:晶体中微粒的空间排布存在周期性
◆知识点一 物质的聚集状态
1.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多,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
2.气态:
(1)普通气体
(2)等离子体:
①定义:等离子体是由 组成的整体上呈 性的气态物质。
②产生途径:高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使 变成等离子体
③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
④性质:具有良好的 性和
⑤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。
3.液态:
(1)普通液体
(2)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。
4.固态:
(1)晶体: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,绝大多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)非晶体:内部原子或分子的排列呈 状态的固体物质。如:玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。
归纳总结
(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。
即学即练
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的排列,水晶的基本构成粒子按一定规律呈周期性重复排列
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
2.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.气态物质不一定由分子构成
3.下列关于物质聚集状态说法错误的是
A.液晶介于液态和晶态之间,表现出液体的流动性和晶体的各向异性
B.等离子体组成微粒均带电且能自由运动,具有良好的导电性和流动性,是一种特殊的液态物质
C.离子液体在室温或稍高于室温时呈液态,可能与其含有机基团有关
D.晶体与非晶体的本质差异在于晶体具有自范性,其原子在三维空间里呈周期性有序排列
◆知识点二 晶体与非晶体
1.晶体的概念:是由内部微粒( 、 或 )在三维空间里 而构成的具有 的固体
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、 晶体、 晶体、 晶体。
3.晶体与非晶体的本质差异
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
4.晶体的特点
(1)自范性:
①定义:晶体能 呈现 外形的性质。
②形成条件:晶体 适当。
③本质原因:晶体中粒子在 里呈现 的宏观表象。
(2)各向异性:许多物理性质常常会表现出各向异性。
(3)晶体有固定的 。
(4)外形和内部质点排列的高度 。
5.获得晶体的途径
(1) 物质凝固。
(2) 物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
(3) 从溶液中析出。
6.非晶体及其性质
(1)概念:组成物质的微粒(分子、原子、离子)在空间 、 排列的固体。
(2)性质:因为非晶体内部微粒的排列是相对 的。所以非晶体 自范性, 自发呈现多面体外形;物理性质在各个方向上是 的,有“各向 性”; 固定的熔点。玻璃体是典型的 ,所以非晶态又称为 态。
(3)晶体与非晶体之间在一定条件下可以相互 。
7.鉴别晶体与非晶体的方法
(1)观察外观:晶体有规则的 ,而非晶体没有。
(2)测定熔点是否固定:晶体有 熔点,而非晶体没有。
(3)测定是否具有各向异性:晶体有 性,而非晶体没有。
(4)X-射线衍射法(最科学可靠的方法):晶体能使X-射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线),而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。
8.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。
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。
即学即练
4.下列叙述中,正确的是
A.石英玻璃和水晶都是晶体
B.粉末状的固体也可能是晶体
C.晶胞是晶体中最小的平行六面体
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
5.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.自然形成的水晶柱是晶体,从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
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
6.下列关于晶体说法不正确的是
A.任何晶体中,若含有阳离子一定有阴离子
B.共价晶体的原子间只存在共价键,离子晶体中可能含有共价键
C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验
D.晶胞是晶体结构中的最小重复单元
1.晶体与非晶体的比较
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、SiO2、Na晶体等
玻璃、橡胶等
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,常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。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。
实践应用
1.下列有关晶体的说法正确的是
A.离子晶体都是化合物
B.分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
C.任何晶体中,若含有阳离子必定含有阴离子
D.碘晶体升华时破坏了共价键
2.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是
A.破损的晶体能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晶块
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
3.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,非晶体没有自范性
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.固体食盐、水晶、塑料、胆矾、玻璃均属于晶体
考点一 物质的聚集状态
【例1】下列关于物质聚集状态的描述不正确的是
A.等离子体中可以含有电中性粒子 B.离子液体是难挥发的物质
C.合金都是非晶体 D.液晶和液态是物质的不同的聚集状态
概念辨析
(1)通常物质有三态:固态、液态和气态。
(2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多,如等电子体、离子液体、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。
【变式1-1】科学研究表明,物质含有许多种聚集状态,下列关于物质聚集状态的描述错误的是
A.气态是高度无序的体系存在状态
B.液晶和液态是物质的两种聚集状态
C.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
D.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
【变式1-2】科学研究表明,物质含有许多种聚集状态,下列关于物质聚集状态的描述错误的是
A.气态是高度无序的体系存在状态
B.液晶和液态是物质的两种聚集状态
C.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
D.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
考点二 晶体与非晶体的区别及其判断
【例2】下列关于晶体的说法正确的是
A.所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成
B.玛瑙和石英玻璃都是晶体
C.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
D.缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中变成完美的立方体块体现了晶体的自范性
易错提醒
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】下列说法错误的是
A.区分晶体和非晶体最好的方法是红外光谱法
B.等离子体具有良好的导电性和流动性是因为其含有带电粒子且能自由运动
C.液晶是物质的一种聚集状态,介于液态和晶态之间
D.碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形,但依旧属于晶体
【变式2-2】下列叙述中,正确的是
A.玻璃和水晶都是晶体
B.晶体和非晶体都有固定的熔沸点
C.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
D.X射线衍射实验证明了晶体内部的微粒呈现周期性重复排列
考点三 晶体的性质
【例2】下列关于晶体的说法正确的是
A.具有共价键的晶体叫做共价晶体
B.固体氯化钠、干冰、胆矾、石英玻璃均属于晶体
C.对于分子晶体,分子间作用力越大,分子越稳定
D.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,体现了晶体的自范性
易错提醒
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2-1】.下列关于晶体的表述正确的是
A.共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高
B.任何晶体中,若含有阳离子就一定有阴离子
C.分子晶体中共价键的键能越大,该分子晶体的熔沸点一定也越大
D.缺角的晶体在饱和溶液中能变为完美的立方体,体现了晶体的各向异性
【变式2-2】下列关于晶体性质的描述中,正确的是
A.晶体的物理性质具有各向同性的特点
B.形成晶体的形态与结晶过程的速率有关
C.晶体的熔点较固定,非晶体也有固定的熔点
D.晶体表现自范性的过程是自发过程,不需要外界条件
基础达标
1.(24-25高二下·浙江·期中)下列关于物质的聚集状态的叙述,正确的是
A.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,表现出类似晶体的各向同性
B.固态物质由离子构成,气态和液态物质由分子构成
C.等离子体是由电子、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
D.大多数离子液体含有体积较小的阴阳离子,因其良好的导电性,常用作原电池的电解质
2.(25-26高二上·山东·课后作业)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,不同的方向导热性相同
D.云母具有各向异性,不同的方向导热性不同
3.(24-25高二下·甘肃酒泉·期中)某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中,错误的是
NaCl
A.表中是离子晶体,是分子晶体
B.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.铝的化合物的晶体均是离子晶体
4.(24-25高二下·甘肃酒泉·期中)下列物质中,属于晶体的是
A.冰 B.石蜡 C.煤 D.玻璃
5.(22-23高二上·四川内江·期中)下列有关晶体的说法中一定正确的是
A.凡是具有规则外形的固体都是晶体,晶体研碎后即变为非晶体
B.进行快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出可以获得较大颗粒的明矾晶体
C.晶体的各向异性和周期性、对称性是矛盾的
D.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
6.(23-24高二下·河南驻马店·期中)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
7.(23-24高二下·黑龙江·期中)下列现象表现为晶体的自范性的是
A.NaCl溶于水 B.受热分解
C.不规则的晶体能生长成规则的 D.圆形容器中结出的冰是圆形
8.(23-24高二下·全国·期中)区分玻璃和水晶最可靠的科学方法是
A.观察外形 B.测定熔、沸点
C.对固体进行X-射线衍射测定 D.通过比较硬度确定
9.(23-24高二下·全国·单元测试)晶体与非晶体的严格判别可采用
A.有否自范性 B.有否各向同性 C.有否固定熔点 D.有否周期性结构
10.(2023高三·全国·专题练习)下列关于物质的聚集状态的说法中,不正确的是
A.液晶具有液体的流动性,在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性
B.自然形成的水晶柱是晶体,从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C.缺角的晶体在饱和溶液中慢慢生长为规则的多面体,体现了晶体的自范性
D.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体,也可以获得分子的键长和键角的数值
综合应用
11.(24-25高二下·天津和平·期末)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是
A.测定密度 B.对固体进行X射线衍射测定
C.观察外形、测定熔、沸点 D.测导电性
12.(24-25高二下·辽宁大连·期中)下列说法错误的是
A.纳米晶体相对于通常的晶体熔点会下降 B.液晶是一种介于结晶态和液态之间的聚集状态
C.大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体 D.石墨晶体属于共价晶体
13.(23-24高二下·辽宁大连·阶段练习)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.等离子体不具有能自由运动的带电粒子,故不具有导电性和流动性
D.晶态、非晶态、液晶态、塑晶态都是物质的聚集状态
14.(24-25高二下·吉林长春·阶段练习)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.晶体具有自范性
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
15.(24-25高二下·北京·阶段练习)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.晶体的熔点较固定,而非晶体则没有固定的熔点
D.晶体表现自范性的过程是自发过程,不需要外界条件
16.(24-25高二下·山东潍坊·开学考试)我国现已能够拉制出直径为300毫米,重量达81千克的大直径硅单晶。下列对晶体硅的叙述正确的是
A.晶体硅没有固定的熔沸点
B.形成晶体硅的速率越快越好
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,晶体硅的各向异性和对称性是矛盾的
拓展培优
17.(24-25高二下·浙江·期中)下列有关晶体的说法中一定不正确的是
A.明矾晶体制备时,配制明矾热的饱和溶液待其自然冷却到比室温高10~15℃时,将小晶体悬挂在玻璃杯中央使其长大
B.晶体具有自范性,有固定的熔点,通过X射线衍射实验会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰
C.许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但可能是晶体
D.当晶体颗粒小至纳米量级,熔点会下降
18.(24-25高二下·浙江丽水·期中)下列说法不正确的是
A.等离子体的构成粒子仅有电子和阳离子
B.液晶和液态是物质的两种聚集状态
C.晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
D.季铵离子与形成的离子液体难挥发
19.(2025高二·全国·专题练习)非晶硅光电薄膜产业的研发成长,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率,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。试探究下列问题:
(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)有关晶体常识的相关说法中正确的是___________(填字母,下同)。
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的特征,有固定的熔、沸点和各向异性
(3)下列有关说法正确的是___________。
A.玛瑙与水晶的化学成分不同
B.雪花是由水蒸气直接转变而成的固体,雪花可能属于晶体
C.不同的雪花外形不同,都可认为是晶体
D.石英玻璃与水晶均属于晶体
20.(2025高二·全国·专题练习)某化学小组探究制备晶体。
(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)晶体内部质点的排列 。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
由于 (填“存在”或“不存在”)最小重复的结构单元,在X射线衍射图谱中的特点是 。
(3)在水晶的柱面上涂一层石蜡,用红热的铁针接触蜡面中央,石蜡熔化后呈椭圆形;用玻璃代替水晶重复上述操作,熔化的石蜡呈圆形。试用所学过的关于晶体性质的知识解释上述现象: 。
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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 物质的聚集状态与晶体的常识
教学目标
1.了解物质的聚集状态。
2.认识晶体和非晶体的本质差异。
3.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性。
重点和难点
重点:物质的聚集状态 晶体和非晶体的本质差异
难点:晶体中微粒的空间排布存在周期性
◆知识点一 物质的聚集状态
1.物质的聚集状态的存在形式
(1)通常物质有三态:固态、液态和气态。
(2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多,如等电子体、离子液体、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。
(3)物质三态的相互转化
2.气态:
(1)普通气体
(2)等离子体:
①定义: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。
②产生途径:高温、紫外线、x射线、y射线、高能电磁波的照射及大自然的天体现象等都能使气体变成等
离子体
③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
④性质:具有良好的导电性和流动性
⑤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。
3.液态:
(1)普通液体
(2)离子液体:
①定义:在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,称为室温离子液体,也称为低温熔融盐。
②组成:(低温熔融盐)一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成,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。
4.固态:
(1)晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在三维空间按一定规律呈周期性重复排列构成的固体物质,绝大多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)非晶体:内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体物质。如:玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。
归纳总结
(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。
即学即练
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的排列,水晶的基本构成粒子按一定规律呈周期性重复排列
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
【答案】B
【解析】A.外形不一样是表面现象,并非根本区别,A错误;
B.普通玻璃为非晶体,粒子排列无序;水晶为晶体,粒子周期性有序排列,这属于结构本质区别,B正确;
C.固定熔点的差异是晶体与非晶体的性质表现,但根本原因仍在于结构不同,C错误;
D.能量转换能力由结构决定,属于衍生性质,非根本区别,D错误;
故选B。
2.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.气态物质不一定由分子构成
【答案】A
【解析】A.物质除了气、液、固三态,还有等离子体、超临界流体等其他状态,因此“物质只有三种聚集状态”的说法错误,A错误;
B.气态分子间距离大,运动自由,排列高度无序,B正确;
C.固态中原子或分子排列紧密,主要作振动运动,相对运动较弱,C正确;
D.气态物质可能由原子(如稀有气体或金属蒸气)或离子(如等离子体)构成,不一定由分子构成,D正确;
答案选A。
3.下列关于物质聚集状态说法错误的是
A.液晶介于液态和晶态之间,表现出液体的流动性和晶体的各向异性
B.等离子体组成微粒均带电且能自由运动,具有良好的导电性和流动性,是一种特殊的液态物质
C.离子液体在室温或稍高于室温时呈液态,可能与其含有机基团有关
D.晶体与非晶体的本质差异在于晶体具有自范性,其原子在三维空间里呈周期性有序排列
【答案】B
【解析】A.液晶介于液态和晶态之间,既有液体流动性又有晶体各向异性,A正确;
B.等离子体是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的电中性物质,其中阴离子(自由电子)和阳离子分别的电荷量相等,具有良好的导电性和流动性,但属于气态而非液态,B错误;
C.离子液体因含有机基团,阴阳离子体积较大,使得阴阳离子间距离较大,离子键较弱,离子液体在室温或者稍高于室温会呈现液态,C正确;
D.晶体与非晶体的本质差异是晶体原子排列有序且具有自范性,D正确;
故选B。
◆知识点二 晶体与非晶体
1.晶体的概念:是由内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性重复排列而构成的具有规则几何外形的固体
2.晶体的分类
根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用,可分为离子晶体、共价晶体、分子晶体、金属晶体。
3.晶体与非晶体的本质差异
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
4.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的宏观表象。
(2)各向异性:许多物理性质常常会表现出各向异性。
(3)晶体有固定的熔点。
(4)外形和内部质点排列的高度有序性。
5.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。
6.非晶体及其性质
(1)概念:组成物质的微粒(分子、原子、离子)在空间无规则、无周期性排列的固体。
(2)性质:因为非晶体内部微粒的排列是相对无序的。所以非晶体没有自范性,不能自发呈现多面体外形;物理性质在各个方向上是相同的,有“各向同性”;没有固定的熔点。玻璃体是典型的非晶体,所以非晶态又称为玻璃态。
(3)晶体与非晶体之间在一定条件下可以相互转化。
7.鉴别晶体与非晶体的方法
(1)观察外观:晶体有规则的几何外形,而非晶体没有。
(2)测定熔点是否固定:晶体有固定熔点,而非晶体没有。
(3)测定是否具有各向异性:晶体有各向异性,而非晶体没有。
(4)X-射线衍射法(最科学可靠的方法):晶体能使X-射线发生衍射(得到分立的斑点或明锐的谱线),而非晶体只能散射(得到连续的谱线)。
8.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,能保持固态晶体典型特征但具有一定塑性(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:在由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体状态。
②分类:分为热致液晶(只存在于某一温度范围内的液晶相)和溶致液晶(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:具有液体的某些性质(如流动性、黏度、形变性等)和晶体的某些性质(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。
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。
即学即练
4.下列叙述中,正确的是
A.石英玻璃和水晶都是晶体
B.粉末状的固体也可能是晶体
C.晶胞是晶体中最小的平行六面体
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
【答案】B
【解析】A.石英玻璃是非晶体,而水晶是晶体,因此两者不都是晶体,A错误;
B.若粉末状固体由微小晶粒组成,每个颗粒仍为晶体,B正确;
C.晶胞是晶体最小重复单位,晶胞一般为平行六面体,但不一定都是平行六面体,C错误;
D.晶体与非晶体的根本区别在于内部结构是否有序,而非几何外形,D错误;
故选B。
5.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.自然形成的水晶柱是晶体,从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
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
【答案】B
【解析】A.晶体与非晶体的本质区别在于内部结构是否有序,而非是否有固定熔沸点,A错误;
B.自范性源于晶体内部粒子的周期性有序排列,B正确;
C.晶体被粉碎后仍保持晶体结构,粉末仍是晶体,C错误;
D.最科学可靠的方法是X射线衍射实验,而非检测各向异性(如多晶体可能表现为各向同性),D错误;
故选B。
6.下列关于晶体说法不正确的是
A.任何晶体中,若含有阳离子一定有阴离子
B.共价晶体的原子间只存在共价键,离子晶体中可能含有共价键
C.区分晶体和非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验
D.晶胞是晶体结构中的最小重复单元
【答案】A
【解析】A.金属晶体中含有阳离子和自由电子,但无阴离子,因此含有阳离子的晶体不一定含有阴离子,A错误;
B.共价晶体中原子间通过共价键结合,而离子晶体中可能含有共价键(如NaOH中的O-H键),B正确;
C.X射线衍射实验可清晰区分晶体(有明锐衍射峰)和非晶体(无衍射峰),C正确;
D.晶胞是晶体结构中最小的重复单元,通过平移可延展为完整晶体,D正确;
故答案选A。
1.晶体与非晶体的比较
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、SiO2、Na晶体等
玻璃、橡胶等
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,常常只得到看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物。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。
实践应用
1.下列有关晶体的说法正确的是
A.离子晶体都是化合物
B.分子晶体中一定存在分子间作用力和共价键
C.任何晶体中,若含有阳离子必定含有阴离子
D.碘晶体升华时破坏了共价键
【答案】A
【解析】A.离子晶体由阴阳离子构成,必须同时存在正负离子,因此都是化合物,A正确;
B.分子晶体中存在分子间作用力,不一定含有共价键(如稀有气体形成的分子晶体无共价键),B错误;
C.金属晶体含有阳离子和自由电子,但无阴离子,因此存在阳离子不一定含阴离子,C错误;
D.碘升华时破坏的是分子间作用力,而非分子内的共价键,D错误;
答案选A。
2.关于晶体的自范性,下列叙述正确的是
A.破损的晶体能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晶块
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
【答案】B
【解析】A.破损的晶体在固态下无法自发恢复规则多面体,自范性需特定条件(如溶液环境),A错误;
B.缺角的NaCl晶体在饱和溶液中通过溶解-析出过程恢复完整结构,体现了自范性,B正确;
C.冰的圆形由容器形状决定,并非自发形成多面体,C错误;
D.玻璃是非晶体,其规则形状是人工加工结果,与自范性无关,D错误;
故答案为:B。
3.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,非晶体没有自范性
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.固体食盐、水晶、塑料、胆矾、玻璃均属于晶体
【答案】B
【解析】A.规则外形可能是人为加工的结果(如玻璃),并非晶体自范性体现。具有规则几何外形的固体不一定是晶体,A错误;
B.自范性是晶体自发形成规则外形的能力,非晶体因结构无序无法自发形成。B正确;
C.晶体破碎后仍保留晶体结构,未改变其本质。C错误;
D.塑料(非晶态高分子)和玻璃(非晶体)不符合晶体定义,其余为晶体。D错误;
答案选B。
考点一 物质的聚集状态
【例1】下列关于物质聚集状态的描述不正确的是
A.等离子体中可以含有电中性粒子 B.离子液体是难挥发的物质
C.合金都是非晶体 D.液晶和液态是物质的不同的聚集状态
【答案】C
【解析】A.等离子体由离子、电子和电中性粒子组成,因此可以含有电中性粒子,A正确;
B.离子液体因离子间强静电作用而蒸气压低,难挥发,B正确;
C.合金既有晶体(如钢)也有非晶体(如金属玻璃),并非都是非晶体,C错误;
D.液晶介于晶体和液态之间的特殊状态,与液态属于不同聚集状态,D正确;
故选C。
概念辨析
(1)通常物质有三态:固态、液态和气态。
(2)现代科技发现物质的聚集状态还有更多,如等电子体、离子液体、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。
【变式1-1】科学研究表明,物质含有许多种聚集状态,下列关于物质聚集状态的描述错误的是
A.气态是高度无序的体系存在状态
B.液晶和液态是物质的两种聚集状态
C.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
D.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
【答案】C
【解析】A.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,故A正确;
B.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B正确;
C.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C错误;
D.离子液体是一种只由离子组成的液体,其熔点较低,以液态稳定存在,故D正确;
答案选C。
【变式1-2】科学研究表明,物质含有许多种聚集状态,下列关于物质聚集状态的描述错误的是
A.气态是高度无序的体系存在状态
B.液晶和液态是物质的两种聚集状态
C.等离子体的基本构成粒子只有阴、阳离子
D.离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液体物质
【答案】C
【解析】A.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,故A正确;
B.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B正确;
C.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C错误;
D.离子液体是一种只由离子组成的液体,其熔点较低,以液态稳定存在,故D正确;
答案选C。
考点二 晶体与非晶体的区别及其判断
【例2】下列关于晶体的说法正确的是
A.所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成
B.玛瑙和石英玻璃都是晶体
C.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
D.缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中变成完美的立方体块体现了晶体的自范性
【答案】D
【解析】A.并非所有晶体都由平行六面体无隙组合而成,例如分子晶体或层状结构的石墨等可能不符合此描述,A错误;
B.玛瑙是晶体,但石英玻璃属于非晶态(玻璃态),B错误;
C.晶体与非晶体的根本区别在于内部结构是否长程有序,而非仅看几何外形,C错误;
D.缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中恢复完整立方体,体现了晶体内部结构有序性引导的自范性,D正确;
答案选D。
易错提醒
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】下列说法错误的是
A.区分晶体和非晶体最好的方法是红外光谱法
B.等离子体具有良好的导电性和流动性是因为其含有带电粒子且能自由运动
C.液晶是物质的一种聚集状态,介于液态和晶态之间
D.碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形,但依旧属于晶体
【答案】A
【解析】A.区分晶体和非晶体最好的方法是X射线衍射实验,而非红外光谱法,红外光谱法用于分析化学键,A错误;
B.等离子体含有自由移动的带电粒子,因此导电性和流动性良好,B正确;
C.液晶是介于液态和晶态之间的聚集状态,描述正确,C正确;
D.碳酸氢钠固体粉末微观结构仍为晶体,宏观外形不规则不影响其晶体本质,D正确;
故选A。
【变式2-2】下列叙述中,正确的是
A.玻璃和水晶都是晶体
B.晶体和非晶体都有固定的熔沸点
C.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
D.X射线衍射实验证明了晶体内部的微粒呈现周期性重复排列
【答案】D
【解析】A.玻璃没有固定的熔沸点,是非晶体,A错误;
B.非晶体没有固定的熔沸点,B错误;
C.晶体和非晶体的本质区别是内部构成微粒在空间是否呈有规则的重复排列,C错误;
D.X射线衍射实验证明了晶体内部的微粒呈现周期性重复排列,可用X射线衍射实验区分晶体与非晶体,D正确;
答案选D。
考点三 晶体的性质
【例2】下列关于晶体的说法正确的是
A.具有共价键的晶体叫做共价晶体
B.固体氯化钠、干冰、胆矾、石英玻璃均属于晶体
C.对于分子晶体,分子间作用力越大,分子越稳定
D.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,体现了晶体的自范性
【答案】D
【解析】A.共价晶体是原子之间以共价键结合形成的立体网状结构的晶体。具有共价键的晶体不一定是共价晶体,例如NH4Cl属于离子晶体,在其阳离子中存在共价键,H2O在固态时为分子晶体,在水分子中存在H-O共价键,A错误;
B.石英玻璃属于玻璃态物质,是非晶态物质,不属于晶体,B错误;
C.分子晶体的稳定性由分子内共价键强弱决定,与分子间作用力的大小无关,分子间作用力仅影响物理性质如熔、沸点、溶解性等,C错误;
D.缺角的氯化钠晶体在饱和溶液中恢复完整结构,体现了晶体自范性(自发形成规则外形),D正确;
故合理选项是D。
易错提醒
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2-1】.下列关于晶体的表述正确的是
A.共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高
B.任何晶体中,若含有阳离子就一定有阴离子
C.分子晶体中共价键的键能越大,该分子晶体的熔沸点一定也越大
D.缺角的晶体在饱和溶液中能变为完美的立方体,体现了晶体的各向异性
【答案】A
【解析】A.共价晶体(如金刚石)的熔点取决于共价键的强度,键越强,破坏所需能量越多,熔点越高,A正确;
B.金属晶体中阳离子与自由电子共存,无需阴离子,因此“含阳离子必有阴离子”不成立,B错误;
C.分子晶体的熔沸点由分子间作用力(如范德华力、氢键)决定,而非分子内共价键的键能,C错误;
D.NaCl缺角恢复为完整晶体是自范性的体现(结构周期性自发修复),各向异性指物理性质的方向差异(如导电性、导热性),与现象无关,D错误;
答案选A。
【变式2-2】下列关于晶体性质的描述中,正确的是
A.晶体的物理性质具有各向同性的特点
B.形成晶体的形态与结晶过程的速率有关
C.晶体的熔点较固定,非晶体也有固定的熔点
D.晶体表现自范性的过程是自发过程,不需要外界条件
【答案】B
【解析】A.由于晶体内部质点排列的有序性,所以晶体的某些物理性质具有各向异性的特点,A错误;
B.晶体的形成都有一定的形成条件,如温度、结晶速率等,B正确;
C.晶体的熔点较固定,而非晶体则没有固定的熔点,C错误;
D.晶体的自范性指晶体能自发地呈现多面体外形的性质,所谓自发过程,即自动发生的过程,不过自发过程的实现仍需要一定的外界条件,D错误;
故选B。
基础达标
1.(24-25高二下·浙江·期中)下列关于物质的聚集状态的叙述,正确的是
A.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,表现出类似晶体的各向同性
B.固态物质由离子构成,气态和液态物质由分子构成
C.等离子体是由电子、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
D.大多数离子液体含有体积较小的阴阳离子,因其良好的导电性,常用作原电池的电解质
【答案】C
【解析】A.液晶表现出类似晶体的各向异性,A错误;
B.固态物质不一定由离子构成(如金刚石由原子构成),液态物质如汞也由原子构成,B错误;
C.等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,整体呈电中性,描述正确,C正确;
D.离子液体通常含有体积较大的有机离子以降低熔点,D错误;
故答案为C。
2.(25-26高二上·山东·课后作业)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,不同的方向导热性相同
D.云母具有各向异性,不同的方向导热性不同
【答案】D
【解析】云母是晶体,石蜡是非晶体,晶体具有各向异性,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,这是因为云母具有各向异性,不同的方向导热性不同;
故选D。
3.(24-25高二下·甘肃酒泉·期中)某些物质的熔点数据如下表,据此做出的下列判断中,错误的是
NaCl
A.表中是离子晶体,是分子晶体
B.不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D.铝的化合物的晶体均是离子晶体
【答案】D
【解析】A.AlF3熔点高(1291℃),符合离子晶体特性;BCl3熔点低(-107℃),符合分子晶体特性,A正确;
B.不同族氧化物晶体类型相同,如CO2和SO2均为分子晶体,B正确;
C.同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体,如CO2是分子晶体与SiO2是共价晶体),C正确;
D.铝的化合物的晶体不一定是离子晶体,如AlCl3熔点仅190℃,属于分子晶体,D错误;
答案选D。
4.(24-25高二下·甘肃酒泉·期中)下列物质中,属于晶体的是
A.冰 B.石蜡 C.煤 D.玻璃
【答案】A
【解析】晶体具有规则的几何外形、固定的熔点,且在熔化过程中温度保持不变。非晶体则无固定熔点,熔化时温度逐渐升高。
A.水凝固时分子排列有序,形成晶体结构,属于晶体,A正确;
B.石蜡熔化时温度逐渐变化,无固定D熔点,属于非晶体,B错误;
C.煤由复杂有机物组成,结构无序,属于非晶体,C错误;
D.玻璃,典型的非晶体,加热时逐渐软化,无固定熔点,D错误;
故选A。
5.(22-23高二上·四川内江·期中)下列有关晶体的说法中一定正确的是
A.凡是具有规则外形的固体都是晶体,晶体研碎后即变为非晶体
B.进行快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出可以获得较大颗粒的明矾晶体
C.晶体的各向异性和周期性、对称性是矛盾的
D.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
【答案】D
【解析】A.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,例如玻璃,晶体研碎后并没有改变晶体的结构排列仍然是晶体,故A错误;
B.自然冷却,可使晶粒生长,培养明矾晶体时,应使饱和溶液缓慢冷却才能得到较大颗粒的晶体,急速冷却,得到细小颗粒,故B错误;
C.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列,两者没有矛盾,故C错误;
D.晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,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,故D正确;
故选D。
6.(23-24高二下·河南驻马店·期中)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
【解析】用X一射线衍射实验可鉴别晶体、准晶体及非晶体,故选B。
7.(23-24高二下·黑龙江·期中)下列现象表现为晶体的自范性的是
A.NaCl溶于水 B.受热分解
C.不规则的晶体能生长成规则的 D.圆形容器中结出的冰是圆形
【答案】C
【解析】晶体的自范性指晶体能自发地呈现多面体外形的性质;本质上晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象;不规则的晶体能生长成规则的是晶体自范性的表现,答案选C。
8.(23-24高二下·全国·期中)区分玻璃和水晶最可靠的科学方法是
A.观察外形 B.测定熔、沸点
C.对固体进行X-射线衍射测定 D.通过比较硬度确定
【答案】C
【解析】晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,对固体进行X射线衍射可以看到微观结构,则区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,故C正确。
答案选:C。
9.(23-24高二下·全国·单元测试)晶体与非晶体的严格判别可采用
A.有否自范性 B.有否各向同性 C.有否固定熔点 D.有否周期性结构
【答案】D
【解析】晶体与非晶体的根本区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列,晶体结构呈现微粒周期性有序排列,所以晶体能自发地呈现多面体外形,有固定熔点,有自范性,有对称性,有各向异性;综上晶体与非晶体的严格判别可采用有否周期性结构,故选D。
10.(2023高三·全国·专题练习)下列关于物质的聚集状态的说法中,不正确的是
A.液晶具有液体的流动性,在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性
B.自然形成的水晶柱是晶体,从水晶柱上切削下来的粉末不是晶体
C.缺角的晶体在饱和溶液中慢慢生长为规则的多面体,体现了晶体的自范性
D.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体,也可以获得分子的键长和键角的数值
【答案】B
【解析】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,如在导热性、光学性质等物理性质方面具有类似晶体的各向异性,A正确;
B.自然形成的水晶柱是晶体,从水晶柱上切削下来的粉末也是晶体,在光学显微镜或电子显微镜下仍可观察到规则的晶体外形,B错误;
C.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢生长为规则的多面体,体现了晶体的自范性,即晶体有自发地呈现多面体外形的性质,C正确;
D.X射线衍射实验可以区分晶体和非晶体,晶体的衍射图上有分立的斑点或明锐的衍射峰,非晶体没有;也可以获得分子的键长和键角的数值,得出分子的空间结构,D正确;
故选B。
综合应用
11.(24-25高二下·天津和平·期末)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是
A.测定密度 B.对固体进行X射线衍射测定
C.观察外形、测定熔、沸点 D.测导电性
【答案】B
【解析】构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,故选:B。
12.(24-25高二下·辽宁大连·期中)下列说法错误的是
A.纳米晶体相对于通常的晶体熔点会下降 B.液晶是一种介于结晶态和液态之间的聚集状态
C.大多数晶体都是四种典型晶体之间的过渡晶体 D.石墨晶体属于共价晶体
【答案】D
【解析】A.纳米晶体因表面原子比例高,表面能大,导致熔点低于普通晶体,A正确;
B.液晶具有部分晶体有序性和液体流动性,属于中间态,是一种介于结晶态和液态之间的聚集状态,B正确;
C.四类典型晶体分别是分子晶体、共价晶体、金属晶体和离子晶体等,但纯粹的典型晶体是不多的,大多数晶体是它们之间的过渡晶体,C正确;
D.石墨层内为共价键,层间为范德华力,且含离域电子,属于混合型晶体而非单纯共价晶体,D错误;
故选D。
13.(23-24高二下·辽宁大连·阶段练习)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.等离子体不具有能自由运动的带电粒子,故不具有导电性和流动性
D.晶态、非晶态、液晶态、塑晶态都是物质的聚集状态
【答案】C
【解析】A.熔融态物质凝固、气态物质凝华,都可能形成具有规则的几何外形的晶体,A正确;
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,记录仪上产生分立的斑点或明锐的衍射峰的为晶体,B正确;
C.等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质,有导电性和流动性,C错误;
D.物质的聚集状态除了气态、液态、固态外,还有晶态、非晶态以及介于二者之间的塑晶态、液晶态等,D正确;
故选C。
14.(24-25高二下·吉林长春·阶段练习)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.晶体具有自范性
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】A.水晶(二氧化硅晶体)有固定熔点,而玻璃(非晶体)无固定熔点,A正确;
B.晶体对单一波长X射线会产生衍射,形成分立的斑点或谱线,B正确;
C.自范性是晶体的特性,指其能自发形成规则几何外形,C正确;
D.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;
故选D。
15.(24-25高二下·北京·阶段练习)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.晶体的熔点较固定,而非晶体则没有固定的熔点
D.晶体表现自范性的过程是自发过程,不需要外界条件
【答案】C
【解析】A.由于晶体内部质点排列的有序性,所以晶体的某些物理性质具有各向异性的特点,A错误;
B.晶体的形成都有一定的形成条件,如温度、结晶速率等,B错误;
C.晶体的熔点较固定,而非晶体则没有固定的熔点,C正确;
D.晶体的自范性指晶体能自发地呈现多面体外形的性质,所谓自发过程,即自动发生的过程,不过自发过程的实现仍需要一定的外界条件,D错误;
故选C。
16.(24-25高二下·山东潍坊·开学考试)我国现已能够拉制出直径为300毫米,重量达81千克的大直径硅单晶。下列对晶体硅的叙述正确的是
A.晶体硅没有固定的熔沸点
B.形成晶体硅的速率越快越好
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,晶体硅的各向异性和对称性是矛盾的
【答案】C
【解析】A.晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,所以晶体硅有固定的熔、沸点,故A错误;
B.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,所以形成晶体硅的速率并不是越快越好,速率太快可能导致晶体质量下降,故B错误;
C.晶体硅是晶体,玻璃是非晶体,区别晶体与非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,所以可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃,故C正确;
D.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列,两者没有矛盾,故D错误;
故选C。
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17.(24-25高二下·浙江·期中)下列有关晶体的说法中一定不正确的是
A.明矾晶体制备时,配制明矾热的饱和溶液待其自然冷却到比室温高10~15℃时,将小晶体悬挂在玻璃杯中央使其长大
B.晶体具有自范性,有固定的熔点,通过X射线衍射实验会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰
C.许多固体粉末用肉眼看不到晶体外形,但可能是晶体
D.当晶体颗粒小至纳米量级,熔点会下降
【答案】A
【解析】A.明矾晶体制备时,若将热饱和溶液冷却到比室温高10~15℃,此时溶液温度较高,无法析出晶体,悬挂晶种无法有效生长,正确做法是冷却至室温形成过饱和溶液后再悬挂晶种,A错误;
B.晶体具有自范性、固定熔点,X射线衍射实验是判断固体是否为晶体的有效实验方法,具体表现为当单一波长的X射线通过晶体时,记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰,B正确;
C.固体粉末即使肉眼无法看到规则晶体外形,但内部结构有序,仍为晶体(如食盐粉末),C正确;
D.纳米级晶体因表面原子比例高,结合能降低,导致熔点下降,D正确。
故答案选A。
18.(24-25高二下·浙江丽水·期中)下列说法不正确的是
A.等离子体的构成粒子仅有电子和阳离子
B.液晶和液态是物质的两种聚集状态
C.晶体的自范性即晶体能自发地呈现多面体外形的性质
D.季铵离子与形成的离子液体难挥发
【答案】A
【解析】A.等离子体由自由移动的电子、阳离子和未电离的中性粒子共同组成,而选项A仅提到电子和阳离子,忽略了中性粒子,A错误;
B.液晶是介于固态和液态之间的聚集状态,液态是独立的状态,两者属于不同聚集状态,B正确;
C.晶体的自范性指其自发形成规则多面体外形的特性,与定义一致,C正确;
D.大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,离子液体因阴阳离子间强静电作用,熔沸点高、难挥发,D正确;
故答案选A。
19.(2025高二·全国·专题练习)非晶硅光电薄膜产业的研发成长,在转换效率上,已逐渐接近于多晶硅太阳能电池,发电成本仅为多晶硅的三分之一。预计非晶硅光电薄膜产业的增长速率,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。试探究下列问题:
(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)有关晶体常识的相关说法中正确的是___________(填字母,下同)。
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的特征,有固定的熔、沸点和各向异性
(3)下列有关说法正确的是___________。
A.玛瑙与水晶的化学成分不同
B.雪花是由水蒸气直接转变而成的固体,雪花可能属于晶体
C.不同的雪花外形不同,都可认为是晶体
D.石英玻璃与水晶均属于晶体
【答案】(1) 非晶硅 晶体硅
(2)AC
(3)BC
【解析】(1)非晶硅基本上是正四面体的形式,但却发生变形产生了许多缺陷,如悬挂链和空洞等,结构特征为短程有序而长程无序的α-硅,结构如图a;
晶体硅分为单晶硅和多晶硅,单晶硅具有基本完整的点阵结构的晶体,如图b;
(2)A.玻璃是一种无固定熔、沸点的非晶体,A正确;
B.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,B错误;
C.晶体内部质点具有有序性的特征,有固定的熔、沸点和各向异性,这是晶体的一些特征,C正确;
故选AC;
(3)A.玛瑙与水晶两者化学成分均是,玛瑙是熔融态快速冷却形成的,水晶则是热液缓慢冷却形成的,A错误;
B.雪花是水蒸气遇冷直接由气态变为固态得到的固体物质,即是水蒸气凝华得到的晶体,B正确;
C.不同的雪花虽然外形不同,但都是由水蒸气凝华而成,都可认为是晶体,C正确;
D.石英玻璃是非晶态二氧化硅,D错误;
故选BC。
20.(2025高二·全国·专题练习)某化学小组探究制备晶体。
(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)晶体内部质点的排列 。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
由于 (填“存在”或“不存在”)最小重复的结构单元,在X射线衍射图谱中的特点是 。
(3)在水晶的柱面上涂一层石蜡,用红热的铁针接触蜡面中央,石蜡熔化后呈椭圆形;用玻璃代替水晶重复上述操作,熔化的石蜡呈圆形。试用所学过的关于晶体性质的知识解释上述现象: 。
【答案】(1) 不变 不变 自范
(2) 高度有序 各向异性 不存在 看不到分立的斑点或明锐的衍射峰
(3)晶体在导热性中体现了各向异性。水晶柱面不同方向的导热性不同,故熔化的石蜡呈椭圆形。玻璃是非晶体,不具有各向异性,玻璃的各个方向的导热性都是相同的,故熔化的石蜡呈圆形
【解析】【小题1】晶体具有自范性,故能在饱和溶液中重新完善晶体的外形。晶体—饱和溶液之间存在溶解平衡。即晶体表面的和从晶体上脱离进入溶液,同时溶液中的和又在晶体表面结晶,填补缺陷。在此过程中,溶液始终为饱和状态,溶液质量不变,晶体的质量也不变。
【小题2】晶体的特征从宏观上表现为自范性即多面体外形或各向异性,从微观上表现出排列的周期性或有序性,非晶体不存在最小重复的结构单元,在X射线衍射图谱中看不到分立的斑点或明锐的衍射峰。
【小题3】水晶属于晶体而玻璃不属于晶体。晶体在导热性中体现了各向异性。水晶柱面不同方向的导热性不同,故熔化的石蜡呈椭圆形。玻璃是非晶体,不具有各向异性,玻璃的各个方向的导热性都是相同的,故熔化的石蜡呈圆形。
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