3.1 物质的聚集状态 导学案 -2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

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、晶体和非晶体 导学案 班级： 姓名： 一、物质的聚集状态 1.物质的聚集状态 (1)物质的常见聚集状态： 。 (2)物质的特殊聚集状态： 、 、晶态、非晶态以及介于二者之间的塑晶态、液晶态等 2.等离子体 (1)概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由 、阳离子和 (分子或原子)组成的整体上呈 的物质聚集体称为等离子体。 (2)特点：等离子体中含有带电粒子且能够自由运动，使等离子体具有良好的 和 。 (3)应用：在应用方面，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等 3.液晶 (1)概念：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为 (2)特点：液晶是介于 和 之间的物质状态，既具有液体的 、 、 等，又具有晶体的某些物理性质，如 、 等，表现出类似晶体的各向异性 【练一练】 1.正误判断 (1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态( ) (2)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性( ) (3)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶( ) 二、晶体与非晶体 1.概念 (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 重复排列而构成的具有 构成的固体物质。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等 (2)非晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈 排列而构成的 规则几何外形的固体。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等 【微点拨】 ①绝大多数常见的固体都是晶体 ②排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离重复出现相同的排列 2.晶体的特点 (1)晶体具有自范性 ①定义：是指晶体在适当条件下可以 呈现封闭的、规则的多面体外形的性质 ②形成条件：晶体生长的 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。有没有 是晶体与非晶体的本质区别 (2)晶体具有各向异性 晶体的物理性质，如强度、导热性、光学性质等，常常会表现各向异性；非晶物理性质 各向异性 例如：（导电性）石墨晶体在不同方向上导电性不同，石墨晶体层面(平行方向)的导电性比层与层之间(竖直)的导电性强；（导热性）晶体在不同方向上导热性不同；而非晶体在不同方向上导热性相同。 (3)晶体具有固定的熔点 ①晶体有固定的熔点 加热晶体，温度达到熔点时即开始融化；在没有全部融化以前继续加热，温度不再升高，这时所供给的热量都用来晶体融化；完全溶化后，温度才开始升高。这说明晶体有固定的熔点 晶体熔化曲线 ②非晶体没有固定的熔点 加热非晶体时，温度升高到某一程度后开始软化，流动性增强，最后变为液体。从软化到完全熔化，中间经过较长的温度范围，这说明非晶体没有固定的熔点 非晶体熔化过程 3.晶体与非晶体的区分方法：对固体进行 4.获得晶体的途径 (1 物质凝固。如：从熔融态结晶出来的硫晶体 (2)气态物质冷却不经过 态直接 固(凝华)。如：凝华得到的碘晶体 (3)溶质从溶液中析出。如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体 【小结】晶体与非晶体的特征和性质 晶体 非晶体 结构特征(本质区别) 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、沸点 固定 不固定 某些物理性质 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、沸点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 课时作业 （ ）1.下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是( ) A．气态物质不一定由分子构成 B．等离子体具有良好的导电性和流动性 C．晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D．液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态 （ ）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 （ ）4.下列区别晶体和非晶体最可靠的方法是 A．观察形状 B．光谱仪测定 C．X射线衍射法 D．质谱仪测定 （ ）5.下列关于晶体的叙述不正确的是( ) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做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 （ ）6.下列说法不正确的是 A．酸性： B．能萃取碘水中的，体现了相似相溶原理 C．分子的空间结构为，可推测出为极性分子 D．汽化成水蒸气、分解为和，都需要破坏共价键 （ ）7.结构决定性质，对下列物质性质解释不正确的是 选项 性质 解释 A 稳定性： 的键能大于的键能 B 水中溶解性： HCl是极性分子，是非极性分子 C 熔点： 、、、的组成和结构相似，范德华力逐渐增大 D 沸点：邻羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 邻羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸形成分子内氢键 （ ）8.下列化学用语表示正确的是 A．NH3分子的VSEPR模型： B．AlCl3分子的VSEPR模型： C．分子的球棍模型： D．的空间结构：(平面三角形) （ ）9.甲醇羰基化法(反应条件略)工业制乙酸，已逐步取代乙醛氧化法。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．32g甲醇中含有的非极性键数目为 B．22.4LCO中O的价层电子对数为 C．1mol乙醛氧化为乙酸转移电子数目为 D．乙酸溶液中的数目为 （ ）10. 下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是 A．NO2 B． C． D．H2O （ ）11. 下列对有关事实的解释正确的是 选项 事实 解释 A CO2在水中的溶解度大于CO CO2为非极性分子，CO为极性分子 B CH4分子与PH3分子的空间结构不同 二者中心原子杂化轨道类型不同 C H2O的热稳定性比H2S强 水分子间形成氢键，H2S分子间无氢键 D CH2FCOOH的酸性强于CH2ClCOOH 电负性；F>Cl，使CH2FCOOH羧基中的羟基极性更大 （ ）12. 短周期主族元素原子序数依次增大，四种元素组成的食品添加剂结构如图所示。Z原子半径在短周期主族元素中最大，W基态原子的p能级电子总数是s能级电子总数的1.5倍。下列说法错误的是 A．两种粒子的VSEPR模型相同 B．基态原子的单电子个数： C．该化合物中W的杂化轨道类型为 D．这4种元素中，X的电负性最小 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 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、晶体和非晶体 导学案 班级： 姓名： 一、物质的聚集状态 1.物质的聚集状态 (1)物质的常见聚集状态：气态、液态、固态。 (2)物质的特殊聚集状态：等离子体、离子液体、晶态、非晶态以及介于二者之间的塑晶态、液晶态等 2.等离子体 (1)概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由 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 的物质聚集体称为等离子体。 (2)特点：等离子体中含有带电粒子且能够自由运动，使等离子体具有良好的导电性和流动性。 (3)应用：在应用方面，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等高子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的等 3.液晶 (1)概念：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶 (2)特点：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、变形性等，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 【练一练】 1.正误判断 (1)物质的聚集状态只有固、液、气三种状态( × ) (2)等离子体是一种特殊的气体，含有带电粒子，呈电中性( √ ) (3)液晶分为热致液晶和溶致液晶，胶束是一种溶致液晶( √ ) 二、晶体与非晶体 1.概念 (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而构成的具有规则几何外形构成的固体物质。如：高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等 (2)非晶体：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。如：玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等 【微点拨】 ①绝大多数常见的固体都是晶体 ②排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离重复出现相同的排列 2.晶体的特点 (1)晶体具有自范性 ①定义：是指晶体在适当条件下可以自发地呈现封闭的、规则的多面体外形的性质 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。有没有自范性是晶体与非晶体的本质区别 (2)晶体具有各向异性 晶体的物理性质，如强度、导热性、光学性质等，常常会表现各向异性；非晶物理性质不具有各向异性 例如：（导电性）石墨晶体在不同方向上导电性不同，石墨晶体层面(平行方向)的导电性比层与层之间(竖直)的导电性强；（导热性）晶体在不同方向上导热性不同；而非晶体在不同方向上导热性相同。 (3)晶体具有固定的熔点 ①晶体有固定的熔点 加热晶体，温度达到熔点时即开始融化；在没有全部融化以前继续加热，温度不再升高，这时所供给的热量都用来晶体融化；完全溶化后，温度才开始升高。这说明晶体有固定的熔点 晶体熔化曲线 ②非晶体没有固定的熔点 加热非晶体时，温度升高到某一程度后开始软化，流动性增强，最后变为液体。从软化到完全熔化，中间经过较长的温度范围，这说明非晶体没有固定的熔点 非晶体熔化过程 3.晶体与非晶体的区分方法：对固体进行X射线衍射实验 4.获得晶体的途径 (1)熔融态物质凝固。如：从熔融态结晶出来的硫晶体 (2)气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)。如：凝华得到的碘晶体 (3)溶质从溶液中析出。如：从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体 【小结】晶体与非晶体的特征和性质 晶体 非晶体 结构特征(本质区别) 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、沸点 固定 不固定 某些物理性质 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、沸点 科学方法 对固体进行X­射线衍射实验 课时作业 （ ）1.下列有关物质聚集状态的说法中不正确的是( ) A．气态物质不一定由分子构成 B．等离子体具有良好的导电性和流动性 C．晶体一定具有肉眼可见的规则外形 D．液晶态是介于晶态和非晶态之间的状态 【答案】C 【解析】A项，气态和液态物质不一定都是由分子构成，如等离子体是由电子、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，A正确；B．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气态物质，具有良好的导电性和流动性，B正确；C．有些晶体的颗粒很小，观察晶体需要借助放大镜，故C错误；D．液晶既不是晶态也不是非晶态,它是介于晶态和非晶态之间的物质聚集状态，D正确；故选C。 （ ）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 【答案】D 【详解】干冰属于分子晶体，玻璃、石蜡、沥青、塑料均属于非晶体，综上所述，D项正确； 故选D。 （ ）3.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 【答案】C 【解析】A项，晶体是由内部粒子按一定规律作周期性有序排列的固体，具有固定的熔点和规则的几何外形，与固体是否为粉末状无关，A错误；B项，处于晶胞内部的粒子完全属于该晶胞，处于顶点、面心和棱边上的微粒与其它晶胞共用，B错误；C项，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。因此，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，C正确；D项，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，D错误；故选C。 （ ）4.下列区别晶体和非晶体最可靠的方法是 A．观察形状 B．光谱仪测定 C．X射线衍射法 D．质谱仪测定 【答案】C 【知识点】晶体与非晶体判断、晶体类型判断 【详解】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，因此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C。 （ ）5.下列关于晶体的叙述不正确的是( ) A．晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体外形的性质 B．玻璃和水晶都是晶体，有固定的熔沸点 C．晶体的对称性是微观粒子按一定规律做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 【答案】B 【解析】A项，晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形的性质，故A正确；B项，水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故B错误；C项，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，则晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，故C正确；D项，由于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，具有特定的方向性，故D正确。答案选B。 （ ）6.下列说法不正确的是 A．酸性： B．能萃取碘水中的，体现了相似相溶原理 C．分子的空间结构为，可推测出为极性分子 D．汽化成水蒸气、分解为和，都需要破坏共价键 【答案】D 【解析】A．由于甲基是推电子基，使得乙酸分子中羧基中羟基的极性减弱，导致乙酸的酸性较弱，A正确； B．非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，都是非极性分子，是极性分子，易溶于四氯化碳而难溶于水，所以能萃取碘水中的，体现了相似相溶原理，B正确； C．根据的空间构型知，分子的正负电荷重心不重合，则为极性分子，C正确； D．汽化成水蒸气，只是克服了分子间的范德华力，没有破坏其共价键，D错误； 故选D （ ）7.结构决定性质，对下列物质性质解释不正确的是 选项 性质 解释 A 稳定性： 的键能大于的键能 B 水中溶解性： HCl是极性分子，是非极性分子 C 熔点： 、、、的组成和结构相似，范德华力逐渐增大 D 沸点：邻羟基苯甲酸对羟基苯甲酸 邻羟基苯甲酸形成分子间氢键，对羟基苯甲酸形成分子内氢键 【答案】D 【解析】A．原子半径：O<S，键能：>，稳定性:，故A正确； B．为极性分子，HCl是极性分子，是非极性分子，根据相似相溶原理可知水中溶解性：，故B正确； C．、、、均是由分子组成，它们的组成和结构相似，相对分子质量逐渐增大范德华力逐渐增大，熔沸点逐渐升高，故C正确； D．邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，使沸点降低；对羟基苯甲酸形成分子间氢键，使沸点升高，沸点：邻羟基苯甲酸＜对羟基苯 （ ）8.下列化学用语表示正确的是 A．NH3分子的VSEPR模型： B．AlCl3分子的VSEPR模型： C．分子的球棍模型： D．的空间结构：(平面三角形) 【答案】D 【解析】A．分子中心原子N原子价层电子对数：，模型为四面体，A错误； B．AlCl3分子中心原子Al原子价层电子对数：，模型为平面三角形，B错误； C．分子中心原子S原子价层电子对数：，含2对孤电子对，分子空间结构为V形，C错误； D．分子中心原子B原子价层电子对数：，不含孤电子对，分子空间结构为平面三角形，D正确； 故选D。 （ ）9.甲醇羰基化法(反应条件略)工业制乙酸，已逐步取代乙醛氧化法。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．32g甲醇中含有的非极性键数目为 B．22.4LCO中O的价层电子对数为 C．1mol乙醛氧化为乙酸转移电子数目为 D．乙酸溶液中的数目为 【答案】C 【解析】A．甲醇（CH3OH）分子中只含有C-H、C-O、O-H等极性键，不含非极性键，因此32g（1mol）甲醇中的非极性键数目为0。A错误； B．22.4L CO在标准状况下为1mol，题目未明确条件，无法求算物质的量，B错误； C．乙醛（CH3CHO）氧化为乙酸（CH3COOH）时，增加了1个O原子，1mol乙醛转移2mol电子，对应电子数目为2NA，C正确； D．乙酸为弱酸，不会完全电离，1mol/L乙酸溶液中H⁺的浓度远小于1mol/L，且未给出溶液体积，因此无法确定H⁺数目，D错误； 故答案选C。 （ ）10. 下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V形的是 A．NO2 B． C． D．H2O 【答案】D 【解析】A．NO2中含有大π键，其中心原子N周围的价层电子对数为3，该微粒的VSEPR模型为平面三角形，其空间结构为V形，A不合题意； B．中心原子S周围的价层电子对数为：3+=4，该微粒VSEPR模型为四面体，其空间结构为三角锥形，B不合题意； C．中心原子O周围的价层电子对数为：3+=4，该微粒VSEPR模型为四面体，其空间结构为三角锥形，C不合题意； D．H2O中心原子O周围的价层电子对数为：3+=4，该微粒VSEPR模型为四面体，其空间结构为V形，D符合题意； 故答案为：D。 （ ）11. 下列对有关事实的解释正确的是 选项 事实 解释 A CO2在水中的溶解度大于CO CO2为非极性分子，CO为极性分子 B CH4分子与PH3分子的空间结构不同 二者中心原子杂化轨道类型不同 C H2O的热稳定性比H2S强 水分子间形成氢键，H2S分子间无氢键 D CH2FCOOH的酸性强于CH2ClCOOH 电负性；F>Cl，使CH2FCOOH羧基中的羟基极性更大 【答案】D 【解析】A．CO2溶解度大于CO是因为CO2与水反应生成H2CO3，而CO不反应，并非因极性差异(水、一氧化碳均为极性分子，二氧化碳为非极性分子)，A错误； B．CH4和PH3中心原子的孤电子对数依次为0、，价层电子对数均为4，中心原子均为sp3杂化，结构不同是因孤电子对数目不同，前者为正四面体，后者为三角锥形，B错误； C．H2O稳定性强是因O-H键能大于S-H，氢键影响物理性质（如沸点），与热稳定性无关，C错误； D．F的电负性＞Cl，吸电子效应使CH2FCOOH羧基中O-H极性增强，更易解离H+，酸性更强，D正确； 选D。 （ ）12. 短周期主族元素原子序数依次增大，四种元素组成的食品添加剂结构如图所示。Z原子半径在短周期主族元素中最大，W基态原子的p能级电子总数是s能级电子总数的1.5倍。下列说法错误的是 A．两种粒子的VSEPR模型相同 B．基态原子的单电子个数： C．该化合物中W的杂化轨道类型为 D．这4种元素中，X的电负性最小 【答案】D 【分析】Z的原子半径在短周期中最大，则Z为Na，W基态原子的p能级电子总数是s能级电子总数的1.5倍，则W为P，Y成2条共价键，则Y为O，X成一条化学键，则X为H，故X、Y、Z、W分别是H、O、Na、P。 【解析】A．PH3中P原子价层电子对数为3+=4；H3O+中O原子价层电子对数为3+=4，故二者VSEPR模型相同，A正确； B．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，简单离子半径：P3->O2->Na+，B正确； C．在该化合物中，P形成4个σ键，无孤电子对，杂化轨道类型为，C正确； D．4种元素中，电负性强弱顺序为：O>P>H>Na，Z的电负性最小，D错误； 故选 D。 2 学科网（北京）股份有限公司 $