第11.5節(jié) 固體的基本性質(zhì)（解析版）

第十一章氣體、液體、固體11.5固體的基本性質(zhì)??目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問(wèn)要點(diǎn)難易度1.單晶體：各向異性規(guī)章；多晶體和非晶體：各向同性不規(guī)章2.單晶體和非晶體的判別：有無(wú)熔點(diǎn)3.液晶：有電場(chǎng)不透光，無(wú)電場(chǎng)透光★★

★★??學(xué)問(wèn)精講一、晶體和非晶體1.定義和比較晶體非晶體單晶體多晶體原子或分子排列有肯定的空間周期性規(guī)章無(wú)規(guī)章外形具有肯定規(guī)章的幾何外形沒(méi)有規(guī)章的幾何外形沒(méi)有肯定規(guī)章的外形導(dǎo)熱、導(dǎo)電方向性各向異性各向同性各向同性熔點(diǎn)有固定熔點(diǎn)無(wú)固定熔點(diǎn)常見(jiàn)石英、云母、明礬、食鹽、蔗糖、味精、雪花金屬玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等2.單晶體和多晶體單晶體：指整塊物質(zhì)由原子或分子按肯定規(guī)律作周期性重復(fù)排列的固體狀態(tài)。例如，水晶、鉆石等。多晶體：由很多排列方式相同但位向不全都的小晶粒組成。例如，銅、鐵、鋁金屬等都是多晶體。3.觀看玻璃和云母片上石蠟熔化區(qū)域的外形：現(xiàn)象：云母片上呈現(xiàn)橢圓形，玻璃片上呈現(xiàn)圓形。結(jié)論：?jiǎn)尉w導(dǎo)熱具有各向異性，非晶體導(dǎo)熱具有各向同性。多晶體是由單晶體微粒雜亂無(wú)章組成，各向異性相互抵消，表現(xiàn)為各向同性。4.單晶體導(dǎo)光性的各向異性光在一般非晶體中只有一條折射光線，光在單晶體中有兩條折射光線。5.晶體和非晶體可以相互轉(zhuǎn)化：同種物質(zhì)可以有晶體和非晶體兩種狀態(tài)，在肯定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如，自然?水晶是晶體，而熔化后再凝固的水晶（石英玻璃）就是非晶體。6.石墨烯：新型單分子層晶體材料，最輕，最薄，強(qiáng)度最大，導(dǎo)電性能最好。廣泛用于芯片、太陽(yáng)能電池、航天、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1.晶體的宏觀物理性質(zhì)是由微觀結(jié)構(gòu)打算的。2.單晶體的分子或原子構(gòu)成如下圖的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此晶體由規(guī)章的外形。分子或原子間距為0.1nm數(shù)量級(jí)，圖中位置為振動(dòng)平衡位置。(a)食鹽晶體(b)石墨晶體(c)金剛石晶體3.各向異性的解釋：如下圖，在不同方向上微粒的數(shù)目不同，宏觀上表現(xiàn)為各向異性。4.熔點(diǎn)的解釋：晶體溫度上升，振動(dòng)加劇，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)破壞，熔化為液體，熔化過(guò)程不升溫，該溫度稱為熔點(diǎn)。（吸取的能量用于增加分子勢(shì)能，不增加分子動(dòng)能，所以不升溫）完全變成液體后吸熱連續(xù)升溫。非晶體沒(méi)有熔點(diǎn)，隨著加熱漸漸變成液體，在此過(guò)程中溫度始終上升。物態(tài)變化補(bǔ)充介紹：熔化和凝固（固態(tài)<->液態(tài)），汽化和液化（液態(tài)<->氣態(tài)），升華和凝華（固態(tài)<->氣態(tài)）。從液體到氣態(tài)叫汽化，汽化過(guò)程吸熱不升溫，該溫度叫沸點(diǎn)。晶體和非晶體都有沸點(diǎn)。在此過(guò)程中分子勢(shì)能增加，動(dòng)能不變，所以溫度不變。三、液晶1.液晶：將特定晶體加熱到某一特定溫度時(shí)會(huì)熔化為渾濁的液體，連續(xù)加熱又變得清亮透亮?????，該渾濁狀態(tài)的液體叫做液晶。微觀結(jié)構(gòu)如下圖：2.電場(chǎng)中表現(xiàn)屬性：(1)不加電壓時(shí)透亮?????，光線能通過(guò)；加電壓時(shí)不透亮?????，不透光。(2)電場(chǎng)強(qiáng)度不同，對(duì)不同顏色的光的吸取不同，用于液晶顯示屏，優(yōu)點(diǎn)是低電壓、低功耗。(3)光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，即不同方向上光的傳播力量不同。例1．（多選）關(guān)于晶體與非晶體，下列說(shuō)法正確的是（）A．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是確定的，是不行以相互轉(zhuǎn)化的B．多晶體是很多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的，所以多晶體沒(méi)有確定的幾何外形C．晶體沿不同的方向?qū)峄驅(qū)щ娦阅懿煌?，但沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)肯定相同D．單晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)答案：BD解析：A．晶體、非晶體不是確定的，是可以相互轉(zhuǎn)化的，A錯(cuò)誤；B．多晶體是很多單晶體雜亂無(wú)章地組合而成的，所以多晶體沒(méi)有確定的幾何外形，選項(xiàng)B正確；C．晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)也不肯定相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。D．單晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)D正確。例2．關(guān)于液晶的以下說(shuō)法正確的是()A．液晶態(tài)的存在只與溫度有關(guān)B．由于液晶在肯定條件下發(fā)光，所以可以用來(lái)做顯示屏C．液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定D．筆記本電腦的彩色顯示器，是由于在液晶中摻入了少量多色性染料，液晶中電場(chǎng)強(qiáng)度不同時(shí)，它對(duì)不同色光的吸取強(qiáng)度不一樣，所以顯示出各種顏色答案：D解析：液晶態(tài)可以在肯定溫度范圍或某一濃度范圍存在，A錯(cuò)誤；液晶本身不能發(fā)光，液晶具有液體的流淌性，其物理性質(zhì)并不穩(wěn)定，BC錯(cuò)誤；在外加電壓下，對(duì)不同色光的吸取程度不同，故D正確。??鞏固練習(xí)1．石墨烯是從石墨中分別出的新材料，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)四周不停地振動(dòng)答案：D解析：A．石墨是晶體，故A錯(cuò)誤；B．石墨烯是石墨中提取出來(lái)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．依據(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。2．下列說(shuō)法正確的是（）A．液晶是一種晶體B．全部的晶體都表現(xiàn)為各向異性C．產(chǎn)生表面張力的緣由是表面層內(nèi)液體分子間的平均距離小于r0D．毛細(xì)管越細(xì)，產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象就越顯著答案：D解析：A．液晶具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征，具有各向異性，但可以流淌，不能說(shuō)是晶體，A錯(cuò)誤；B．只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性，B錯(cuò)誤；C．在液體表面層內(nèi)，分子比較稀疏，間距r＞r0，分子力表現(xiàn)為引力，液體表面有收縮的趨勢(shì)，C錯(cuò)誤；D．毛細(xì)現(xiàn)象是指浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升，不浸潤(rùn)的液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，內(nèi)徑越細(xì)越明顯，D正確。3．王亞平曾在第一次太空授課中呈現(xiàn)了完善的“太空水球”，液晶電視圖像顏色更加絢麗，解釋上述現(xiàn)象用到的有關(guān)學(xué)問(wèn)中說(shuō)法正確的是（）A．表面張力能夠使液體表面積收縮到最小B．表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部C．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體D．液晶的全部物理性質(zhì)均表現(xiàn)為各向異性答案：A解析：A．液體由于表面張力作用，有使其表面積收縮到最小的趨勢(shì)，A正確；B．表面張力的方向跟液面相切，垂直于液面的邊界線，B錯(cuò)誤；C．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍舊是晶體，C錯(cuò)誤；D．液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性，單不是全部物理性質(zhì)均表現(xiàn)各向異性，如流淌性，D錯(cuò)誤。4．食鹽是我們生活中不行缺少的調(diào)味品，中國(guó)人大約在神農(nóng)氏與黃帝的時(shí)期就開(kāi)頭煮鹽。通過(guò)爭(zhēng)辯，我們知道了食鹽的微觀結(jié)構(gòu)如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．食鹽晶體是正六面體形B．食鹽全部的物理性質(zhì)都具有各向異性C．食鹽顆粒受潮粘連成食鹽塊時(shí)，外形不規(guī)章，是非晶體D．食鹽在熔化時(shí)，要吸取熱量，溫度保持不變，所以內(nèi)能也不變答案：A解析：A．食鹽晶體是正六面體形，選項(xiàng)A正確；B．食鹽具有各向異性，但并非全部的物理性質(zhì)都具有各向異性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．食鹽顆粒受潮粘連成食鹽塊時(shí)，外形不規(guī)章，但仍是晶體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．食鹽在熔化時(shí)，要吸取熱量，溫度保持不變，所以內(nèi)能增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．北京冬奧會(huì)給世界各地的人們帶來(lái)了寒冬中的暖和，雪花形主火炬（圖甲）的創(chuàng)意呈現(xiàn)中國(guó)才智，符合科學(xué)事實(shí)（圖乙），實(shí)際上雪花的形態(tài)有很多種（圖丙）。關(guān)于雪花的下列說(shuō)法正確的是（）A．雪花是非晶體B．雪花具有各向異性C．0°C雪花的水分子的平均動(dòng)能比0°C液態(tài)水分子的小D．雪花漫天飄舞可以作為雪花分子在做無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)的證據(jù)答案：B解析：AB．依據(jù)雪花具有外形規(guī)章的幾何外形，且雪花在熔化時(shí)，吸取熱量溫度不變，具有確定的熔點(diǎn)，所以雪花是單晶體，則單晶體具有各向異性的物理性質(zhì)，A錯(cuò)誤，B正確；C．平均動(dòng)能與溫度有關(guān)系，故0°C雪花的水分子的平均動(dòng)能與0°C液態(tài)水分子的相同，C錯(cuò)誤；D．雪花是固體顆粒，飄舞時(shí)，是宏觀上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不能說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。6．石墨和金剛石性質(zhì)有很大差異，是由于（）A．石墨是各向異性的，而金剛石是各向同性的B．它們的化學(xué)成分不同C．它們都是各向同性的D．組成它們的物質(zhì)微粒按不同的規(guī)章排列答案：D解析：石墨和金剛石都由碳分子組成，但它們的物理性質(zhì)不同，石墨是各向同性的，而金剛石是各向異性的，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同。7．固體甲和乙在肯定壓強(qiáng)下的熔化曲線如圖，縱軸表示溫度，橫軸表示時(shí)間，下列說(shuō)法正確的是（）A．固體甲肯定是晶體，固體乙不肯定是非晶體B．甲肯定有確定的幾何外形，乙肯定沒(méi)有確定的幾何外形C．在熱傳導(dǎo)方面甲肯定表現(xiàn)出各向異性，乙肯定表現(xiàn)出各向同性D．甲和乙的化學(xué)成分可能相同答案：D解析：A．固體甲在ab段表示熔化的過(guò)程，溫度保持不變，因此肯定是晶體；而固體乙在整個(gè)升溫的過(guò)程中，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，因此肯定是非晶體，A錯(cuò)誤；B．假如固體甲是多晶體，也沒(méi)有確定的幾何外形，B錯(cuò)誤；C．假如甲是多晶體，則不表現(xiàn)為各向異性，C錯(cuò)誤；D．同種化學(xué)成分，有時(shí)可以形成晶體，有時(shí)也可以形成非晶體，D正確。8．（多選）在甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，用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(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，以下說(shuō)法正確的是（）A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲、乙為晶體，丙是非晶體C．甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體D．甲、丙有確定的熔點(diǎn)，乙無(wú)確定的熔點(diǎn)答案：CD解析：ABD．甲、丙有固定熔點(diǎn)，乙無(wú)固定熔點(diǎn)，所以甲、丙為晶體，乙為非晶體。故AB錯(cuò)誤，D正確。C．甲、乙各向同性，丙各向異性，結(jié)合以上結(jié)論可知，甲為多晶體，丙為單晶體，故C正確。9．2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭綘?zhēng)辯，他們通過(guò)透亮?????膠帶對(duì)石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開(kāi)使得石墨片的厚度漸漸減小，最終查找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)。如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)。依據(jù)以上信息和已學(xué)學(xué)問(wèn)推斷，下列說(shuō)法中正確的是（）A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單晶體，石墨烯是多晶體C．石墨的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，石墨烯的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性D．他們是通過(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的答案：D解析：AB．石墨、石墨烯都是單晶體，是碳元素的單質(zhì)，它們互為同素異形體。故AB錯(cuò)誤；C．石墨、石墨烯的物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向同性，故C錯(cuò)誤；D．他們是通過(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的，故D正確。10．下列說(shuō)法正確的是（）A．晶體有確定的熔點(diǎn)以及各向異性的特點(diǎn)B．食鹽受潮后結(jié)成塊，說(shuō)明食鹽從晶體變成非晶體C．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(shuō)明蜂蠟是晶體D．液晶態(tài)既具有液體的流淌性，又在肯定程度上具有晶體分子的規(guī)章排列的性質(zhì)答案：D解析：A．單晶體具有各向異性，多晶體具有各向同性，晶體具有確定的熔點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．食鹽受潮結(jié)塊，但假如利用放大鏡看，會(huì)發(fā)覺(jué)組成鹽塊的仍為一個(gè)個(gè)的晶粒，故B錯(cuò)誤；C．說(shuō)明云母片在導(dǎo)熱性能上有各向異性，云母為單晶體，不能說(shuō)明蜂蠟是晶體，故C錯(cuò)誤；D．液晶具有液體和晶體的共同特性，即同時(shí)具有流淌性，又具有分子的規(guī)章排列的性質(zhì)，故D正確。11．（多選）下列說(shuō)法中正確的是（）A．分子間的引力與斥力同時(shí)存在，斥力等于引力時(shí)，分子勢(shì)能最大B．夏天荷葉上水珠呈球形，是由于液體表面張力使其表面收縮的原因C．液晶既具有液體的流淌性，又具有光學(xué)各向異性D．將碳素墨水滴入清水中，觀看到布朗運(yùn)動(dòng)是碳分子的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)答案：BC解析：A．分子間的引力與斥力同時(shí)存在，斥力等于引力時(shí)，分子勢(shì)能最小，A錯(cuò)誤；B．夏天荷葉上水珠呈球形，是由于液體表面張力使其表面收縮的原因，B正確；C．由液晶的性質(zhì)可知，液晶既具有液體的流淌性，又具有光學(xué)各向異性，C正確；D．將碳素墨水滴入清水中，觀看到布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無(wú)規(guī)章運(yùn)動(dòng)引起的小顆粒的運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。12．（多選）以下說(shuō)法中正確的是（）A．有些非晶體在肯定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體B．假如在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力表現(xiàn)為引力C．附著層內(nèi)分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離時(shí)，液體與固體之間表現(xiàn)為浸潤(rùn)D．液晶具有液體的流淌性，全部物質(zhì)都具有液晶態(tài)答案：ABC解析：A．晶體在肯定條件下可轉(zhuǎn)化為非晶體，有些非晶體在肯定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體，選項(xiàng)A正確；B．液體表面層分子比內(nèi)部稀疏，相互間表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)B正確；C．附著層內(nèi)分子間距小于液體內(nèi)部分子間距時(shí)，表現(xiàn)為斥力，使液體表面擴(kuò)張，表現(xiàn)為浸潤(rùn)，選項(xiàng)C正確；D．液晶具有液體的流淌性，但不是全部物質(zhì)都具有液晶態(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選ABC。13．（多選）關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法正確的是（）A．可以依據(jù)各向異性或各向同性來(lái)鑒別晶體和非晶體B．一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?，發(fā)覺(jué)其強(qiáng)度一樣，則此薄片肯定是非晶體C．一個(gè)固體球，假如沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，則該球體肯定是單晶體D．推斷晶體和非晶體可以依據(jù)有沒(méi)有確定的熔點(diǎn)答案：CD解析：AD．推斷固體是否為晶體的標(biāo)準(zhǔn)是看其是否有固定的熔點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，D正確；B.也可能是多晶體，B錯(cuò)誤。C．沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，即具有各向異性，C正確。14．（多選）下列說(shuō)法正確的是（）A．石墨和金剛石都是晶體，都是由碳元素組成的單質(zhì)，但它們的原子排列方式不同B．晶體和非晶體在熔化過(guò)程中都吸取熱量，溫度不變C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D．液晶的分子排列會(huì)因所加電壓的變化而變化，由此引起光學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變答案：AD解析：A．石墨和金剛石都是晶體，都是由碳元素組成的單質(zhì)，但它們的原子排列方式不同，故A正確；B．晶體在熔化過(guò)程中吸取熱量，溫度不變，非晶體在熔化過(guò)程中吸取熱量，溫度上升，故B錯(cuò)誤；CD．液晶的光學(xué)性質(zhì)與溫度的凹凸無(wú)關(guān)，其隨所加電壓的變化而變化，即液晶的分子排列會(huì)因所