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课时跟踪检测(六) 固体类型及微观结构
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1.(2025·济南高二质检)有的物质在不同方向上的性能不同,如热传导性、导电性、透光率、弹性强度等,这种特点广泛应用于太阳能电池、半导体元件、电力传输、航空航天等。那么,具有这种在不同方向上性能不同特性的物质 ( )
A.可能是多晶体 B.一定是多晶体
C.一定是单晶体 D.可能是非晶体
2.下列说法中正确的是 ( )
A.黄金可以切割加工成任意形状,所以是非晶体
B.同一种物质只能形成一种晶体
C.单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D.玻璃没有确定的熔点,也没有天然规则的几何形状
3.下列关于固体的说法中,正确的是 ( )
A.晶体熔化时,温度不变,但内能变化
B.单晶体一定是单质,有确定的几何形状,有确定的熔点
C.多晶体没有确定的几何形状,也没有确定的熔点
D.晶体都是各向异性的,而非晶体都是各向同性的
4.随着科技的发展,国家对晶体材料的研究越来越深入,尤其是对稀土晶体的研究,已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 ( )
A.晶体都有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形
B.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
C.多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性
D.石墨和金刚石都是晶体,但石墨是单晶体,金刚石是多晶体
5.江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地,有着“世界水晶之都”的美誉。天然的水晶具有规则的几何外形,如图所示。关于天然水晶,下列说法正确的是 ( )
A.具有规则的几何外形,但是没有固定的熔点
B.微观粒子的空间排列不规则
C.在熔化过程中分子平均动能不变
D.在光学性质上表现为各向同性
6.(双选)岩盐的颗粒很大,我们能清楚地看出它的立方体形状。将大颗粒的岩盐敲碎后,小的岩盐仍然呈立方体形。如图所示是岩盐的平面结构,实心点为氯离子,空心点为钠离子,如果将它们用直线连起来,将构成一系列大小相同的正方形。则 ( )
A.岩盐是晶体
B.岩盐是非晶体
C.固体岩盐中氯离子是静止的
D.固体岩盐中钠离子是运动的
7.小华为了检验一块薄片是否为晶体,他以薄片中央O点为圆心画出一个圆,A、B为圆上两点,将一个针状热源放在O点,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.若A、B两点的温度变化不同,则薄片一定为晶体
B.若A、B两点的温度变化不同,则薄片一定为非晶体
C.若A、B两点的温度变化相同,则薄片一定为晶体
D.若A、B两点的温度变化相同,则薄片一定为非晶体
8.(2025·宁德高二质检)碳纳米管是管状的纳米级石墨。关于碳纳米管,下列说法正确的是 ( )
A.碳纳米管是非晶体
B.碳纳米管具有固定的熔点
C.碳纳米管的所有物理性质都是各向异性
D.碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的
9.(2025·福州高二阶段练习)石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加,得到了一种结构规则的新材料,其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则 ( )
A.新材料在物理性质方面表现为各向同性
B.超低温下新材料中碳原子停止运动
C.单层石墨烯的厚度数量级为10-10 m
D.碳原子的运动为布朗运动
10.(2025·德州高二质检)如图所示为方解石的双折射现象的照片,关于方解石的说法正确的是 ( )
A.是多晶体
B.具有固定的熔点
C.导电等性能也是各向异性
D.没有规则的几何形状
11.某实验小组想测试两种材料的导电性能,他们将这两种材料加工成厚度均匀、横截面为正方形的几何体,分别如图甲、乙所示。经测试发现,材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等,材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻。关于这两种材料,下列说法中正确的是 ( )
A.材料甲一定是晶体
B.材料甲一定是非晶体
C.材料乙一定是单晶体
D.材料乙一定是多晶体
12.(8分)如图所示是对某种合金连续不断地加热的过程中,温度随时间变化的曲线,根据图回答:
(1)这种合金在固态时是不是晶体?(2分)
(2)这种合金的熔点是多少?(2分)
(3)熔化过程用了多长时间?(2分)
(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态?(2分)
13.(10分)如图所示为食盐晶体结构示意图,食盐晶体是由钠离子(图中○)和氯离子(图中●)组成的,这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5 g/mol,食盐的密度是2.2 g/cm3,阿伏伽德罗常数为6.0×1023 mol-1,试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离(结果保留两位有效数字)。
课时跟踪检测(六)
1.选C 多晶体和非晶体具有各向同性,单晶体具有各向异性。具有这种在不同方向上性能不同特性的物质一定是单晶体,故选C。
2.选D 固态金属都是晶体,因而黄金也是晶体,因为黄金晶体内部小晶粒的排列杂乱无章,才使黄金没有规则的几何形状,A错误;同一种物质可以形成多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨,B错误;单晶体的各向异性是指某一些物理性质,并非所有物理性质都是各向异性的,C错误;玻璃是非晶体,因而没有确定的熔点和天然规则的几何形状,D正确。
3.选A 晶体熔化时,其温度虽然不变,但其内部结构可能发生变化,其吸收的热量转化为分子势能,内能增大,故A正确;单晶体不一定是单质,例如食盐晶体,故B错误;多晶体没有确定的几何形状,但有确定的熔点,故C错误;单晶体具有各向异性,但多晶体具有各向同性,故D错误。
4.选C 多晶体和非晶体都没有规则的几何外形,故A错误;同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,故B错误;多晶体是由单晶体组合而成的,单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性,石墨和金刚石都是单晶体,故C正确,D错误。
5.选C 水晶是单晶体,具有规则的几何外形,有固定的熔点,A错误;水晶是单晶体,微观粒子的空间排列规则,B错误;水晶是单晶体,有固定的熔点,在熔化过程中温度不变,分子平均动能不变,C正确;水晶是单晶体,在光学性质上表现为各向异性,D错误。
6.选AD 岩盐分子按一定规律排列,则岩盐是晶体,故A正确,B错误;根据分子永不停息地做无规则运动,可知固体岩盐中氯离子和钠离子都是运动的,故C错误,D正确。
7.选A 若A、B两点的温度变化不同,说明薄片具有各向异性,则薄片一定为晶体,故A正确,B错误;若A、B两点的温度变化相同,说明薄片具有各向同性,而根据晶体与非晶体的特性,单晶体具有各向异性,非晶体与多晶体具有各向同性,因此,薄片既有可能为非晶体,也有可能为多晶体,故C、D错误。
8.选B 碳纳米管是管状的纳米级石墨,是晶体,有固定的熔点,故A错误,B正确;碳纳米管不是所有物理性质都是各向异性,故C错误;碳纳米管上所有的碳原子并不是静止不动的,它们在平衡位置附近不停地振动,故D错误。
9.选C 新材料由多层石墨烯叠加而成,可知结构规则的新材料为晶体,新材料在物理性质方面表现为各向异性,故A错误;由分子动理论可知,一切物质的分子都在做永不停息的无规则运动,故B错误;石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料,厚度等于碳原子的直径,其数量级为10-10 m,故C正确;碳原子的运动为无规则的热运动,故D错误。
10.选B 单晶体具有规则的几何形状、各向异性和一定的熔点等性质,光在方解石中的双折射现象就是光学各向异性的表现,所以方解石的双折射现象说明方解石是单晶体,具有固定的熔点和规则的几何形状,故A、D错误,B正确;单晶体具有各向异性,但不是所有性能都具有各向异性,不能确定方解石的导电等性能是否也有各向异性,C错误。
11.选C 测试发现,材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等,材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻,说明了甲具有各向同性,而乙具有各向异性,而单晶体的物理性质是各向异性,所以乙一定是单晶体,而多晶体显示各向同性,材料甲可能是多晶体,也可能是非晶体,故只有选项C正确。
12.解析:(1)题图中BC阶段表示该合金的熔化过程,说明该合金有一定的熔点,所以这种合金在固态时是晶体。
(2)熔点为210 ℃。
(3)熔化过程用了Δt=(14-6)min=8 min。
(4)BC段为固液共存状态。
答案:(1)是 (2)210 ℃ (3)8 min (4)固液共存状态
13.解析:1 mol食盐中有NA个氯离子和NA个钠离子,离子总数为2NA,因为摩尔体积V与摩尔质量M、物质密度ρ的关系为V=,所以一个离子所占的体积为V0==。
由题图可知V0就是题图中八个离子所夹的立方体的体积,此立方体的边长d==,
而最近的两个钠离子中心的距离r=d=×
≈1.41× m≈4.0×10-10 m。
答案:4.0×10-10 m
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