導(dǎo)學(xué)案：2.4 固體（解析版）

學(xué)而優(yōu)教有方第4節(jié)固體【知識(shí)梳理與方法突破】一、晶體和非晶體1．單晶體的特征(1)具有天然的規(guī)則外形，這種規(guī)則的外形不是人工造成的。(2)物理性質(zhì)各向異性，這是單晶體區(qū)別于非晶體和多晶體最重要的特性，是判斷單晶體最主要的依據(jù)。(3)具有確定的熔點(diǎn)，單晶體在這一點(diǎn)上和多晶體沒有區(qū)別。從宏觀上區(qū)分晶體和非晶體的重要依據(jù)是看有無確定的熔點(diǎn)。2．多晶體和非晶體(1)多晶體雖無天然規(guī)則的幾何形狀，物理性質(zhì)各向同性，但組成多晶體的晶粒都有規(guī)則的幾何形狀，每一個(gè)晶粒都具有單晶體的特征和物理性質(zhì)，這是多晶體和非晶體在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。(2)多晶體與非晶體在宏觀上的區(qū)別在于多晶體具有確定的熔點(diǎn)，非晶體則沒有，例如很多同學(xué)認(rèn)為玻璃應(yīng)是多晶體，但實(shí)驗(yàn)證明玻璃沒有確定的熔點(diǎn)，故應(yīng)是非晶體。3．正確理解單晶體的各向異性(1)在物理性質(zhì)上，單晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。①單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測(cè)試單晶體的物理性質(zhì)時(shí)，測(cè)試結(jié)果不同。②通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、磁性等。單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性?！纠?】隨著科技的發(fā)展，國(guó)家對(duì)晶體材料的研究也越來越深入，尤其是對(duì)稀士晶體的研究，已經(jīng)走在世界的前列。關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是（）A．晶體都有規(guī)則的幾何外形，非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形B．同種物質(zhì)不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)C．單晶體具有固定的熔點(diǎn)，多晶體沒有固定的熔點(diǎn)D．多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性【答案】D【詳解】A．單晶體有規(guī)則的幾何外形，多晶體和非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形，故A錯(cuò)誤；B．同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，如煤炭與金剛石，故B錯(cuò)誤；C．單晶體和多晶體都具有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性，選項(xiàng)D正確。故選D?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】2020年，“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器勝利完成月球采樣任務(wù)并返回地球。探測(cè)器上裝有用石英制成的傳感器，其受壓時(shí)表面會(huì)產(chǎn)生大小相等、符號(hào)相反的電荷“壓電效應(yīng)”。如圖所示，石英晶體沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著。石英晶體（）A．沒有確定的熔點(diǎn) B．具有各向同性的壓電效應(yīng)C．沒有確定的幾何形狀 D．是單晶體【答案】D【詳解】ACD．晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，石英是單晶體，有確定的熔點(diǎn)，有確定的幾何形狀，AC錯(cuò)誤，D正確；B．沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著，其他方向不明顯，故具有各向異性的壓電效應(yīng)，B錯(cuò)誤。故選D。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1．晶體內(nèi)部的微粒是按各自的規(guī)則排列著的，具有空間上的周期性2．同種元素的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布形成不同的物質(zhì)。3．說明(1)原子(或者分子、離子)并不是像結(jié)構(gòu)圖上所畫的那些點(diǎn)一樣靜止不動(dòng)，它們時(shí)刻都在不停地振動(dòng)，結(jié)構(gòu)圖中所畫的那些點(diǎn)，是它們振動(dòng)的平衡位置。(2)同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對(duì)的?！纠?】關(guān)于石墨和金剛石的區(qū)別，下面說法正確的是（）A．石墨和金剛石是同種物質(zhì)微粒組成的空間結(jié)構(gòu)相同的晶體B．金剛石晶體結(jié)構(gòu)緊密，所以質(zhì)地堅(jiān)硬，石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，所以質(zhì)地松軟C．石墨與金剛石是不同的物質(zhì)微粒組成的不同晶體D．石墨導(dǎo)電、金剛石不導(dǎo)電是由于組成它們的化學(xué)元素不同【答案】B【詳解】石墨和金剛石是碳的同素異形體，其化學(xué)性質(zhì)相同。它們的分子的空間結(jié)構(gòu)不同，石墨中的碳原子排列為層狀結(jié)構(gòu)，層與層間距離很大，所以其質(zhì)地松軟；金剛石中的碳原子排列緊密，相互間作用力很強(qiáng)，所以其質(zhì)地堅(jiān)硬。故選B?！踞槍?duì)訓(xùn)練2】石墨是碳原子按圖甲排列形成的，其微觀結(jié)構(gòu)為層狀結(jié)構(gòu)。圖乙為石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，單碳層石墨烯是單層的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大約三百萬層石墨烯。石墨烯是現(xiàn)有材料中厚度最薄、強(qiáng)度最高、導(dǎo)熱性最好的新型材料。則（）A．石墨中的碳原子靜止不動(dòng)B．碳原子的直徑大約為3×10-9mC．石墨烯碳原子間只存在分子引力D．石墨烯的熔解過程中，碳原子的平均動(dòng)能不變【答案】D【詳解】A．石墨中的碳原子是運(yùn)動(dòng)的，A錯(cuò)誤；B．由意義可知單層的距離為且層與層之間有間距，B錯(cuò)誤；C．石墨烯碳原子間不僅存在分子引力，同時(shí)也存在分子斥力，C錯(cuò)誤；D．石墨烯是晶體，在熔解過程中，溫度不變，故碳原子的平均動(dòng)能不變，D正確。故選D。【對(duì)點(diǎn)檢測(cè)】1．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．有些晶體在不同的方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)B．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)化為非晶體，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)化為晶體【答案】B【詳解】A．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體有各向異性，有些晶體在不同的方向上具有不同的光學(xué)性質(zhì)，A正確，不符合題意；B．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒還是晶體，B錯(cuò)誤，符合題意；C．由同種元素構(gòu)成的固體，可能會(huì)由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，例如石墨和金剛石，C正確，不符合題意；D．在合適的條件下，某些晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，某些非晶體也可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，例如天然石英是晶體，熔融的石英后卻是非晶體；把晶體硫加熱熔化，到入冷水中，會(huì)變成柔軟的非晶體硫，再經(jīng)一些時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)變成晶體硫，D正確，不符合題意。故選B。2．辨別物質(zhì)是晶體還是非晶體，比較可靠的方法是(

)A．從外形來判斷B．從各向異性或各向同性來判斷C．從導(dǎo)電性能來判斷D．從是否具有確定的熔點(diǎn)來判斷【答案】D【詳解】A、單晶體有整齊規(guī)則的幾何外形,多晶體和非晶體一樣沒有規(guī)則的外形,所以不能區(qū)分,故A錯(cuò)誤.

B、單晶體具有各向異性,多晶體和非晶體具有各向同性,所以不能區(qū)分,故B錯(cuò)誤.

C、單晶體中載流子遭受散射的幾率小導(dǎo)電性好，多晶體、非晶體導(dǎo)電性都較差,所以不能區(qū)分,故C錯(cuò)誤.

D、晶體不管是單晶體還是多晶體都有固定的熔點(diǎn),而非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，所以能區(qū)分，故D正確；故選D3．甲、乙、丙三種固體薄片涂上蠟，由燒熱的針接觸其上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，下列說法正確的是（）A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體C．甲、丙為非晶體，丙是晶體D．甲、乙、丙都是晶體【答案】B【詳解】由圖甲、乙、丙可知，甲、乙各向同性，丙各向異性；由圖丁可知，甲、丙有固定熔點(diǎn)，乙無固定熔點(diǎn)。所以甲、丙為晶體，乙為非晶體，其中甲為多晶體，丙為單晶體。故選B。4．對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，不正確的有（）A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明云母片是晶體C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不相同【答案】C【詳解】A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，即熔點(diǎn)一定，說明食鹽是晶體．選項(xiàng)A正確；B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，各向異性，說明云母片是晶體，選項(xiàng)B正確；C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列規(guī)則，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．石墨和金剛石組成它們的化學(xué)元素是相同的，都是碳原子，它們的物理性質(zhì)不同，是由于碳原子排列結(jié)構(gòu)不同造成的，選項(xiàng)D正確。本題選不正確的，故選C。5．石墨烯是從石墨中分離出的新材料，其中碳原子緊密結(jié)合成單層六邊形晶格結(jié)構(gòu)，如圖所示，則（）A．石墨是非晶體B．石墨研磨成的細(xì)粉末就是石墨烯C．單層石墨烯的厚度約3μmD．碳原子在六邊形頂點(diǎn)附近不停地振動(dòng)【答案】D【詳解】A．石墨是晶體，故A錯(cuò)誤；B．石墨烯是石墨中提取出來的新材料，故B錯(cuò)誤；C．單層石墨烯厚度約為原子尺寸，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)分子動(dòng)理論可知，固體分子在平衡點(diǎn)不停的振動(dòng)，故D正確。故選D。6．下雪了，晶瑩的雪花像輕盈的玉蝴蝶在翩翩起舞，雪花的形狀如圖所示。下列關(guān)于雪花的說法正確的是（）A．是多晶體 B．是非晶體C．具有各向異性 D．飛舞時(shí)，說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)【答案】C【詳解】ABC．單片雪花會(huì)呈現(xiàn)六度旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了雪花凝結(jié)時(shí)各向異性，是單晶體，故AB錯(cuò)誤，C正確D．雪花飛舞是因?yàn)榭諝饬鲃?dòng)大氣的作用，并不能說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選C。7．下列有關(guān)晶體和非晶體的說法中正確的是（）A．大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽，就變成了非晶體B．單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性，而多晶體和非晶體是各向同性的C．單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)D．晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同時(shí)，表現(xiàn)為各向同性【答案】BCD【詳解】A．大顆粒的鹽磨成了細(xì)鹽，仍然是晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性，而多晶體和非晶體是各向同性的，選項(xiàng)B正確；C．單晶體和多晶體都有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；D．晶體在各個(gè)方向上的導(dǎo)熱性能相同時(shí)，表現(xiàn)為各向同性，選項(xiàng)D正確。故選BCD。8．在探究石蠟和海波的熔化規(guī)律時(shí)，小琴根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，進(jìn)行了認(rèn)真規(guī)范的實(shí)驗(yàn)，獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示．則下列四個(gè)選項(xiàng)中，判斷正確的是（

）

A．石蠟是非晶體B．海波熔化時(shí)的溫度是C．海波在熔化過程中不需要吸熱D．時(shí)，海波的狀態(tài)