2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)第1課時(shí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體課件新人教版選擇性必修2

第一節(jié)物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識(shí)第一課時(shí)物質(zhì)的聚集狀態(tài)晶體與非晶體素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)要點(diǎn)1.知道在一定條件下,物質(zhì)的聚集狀態(tài)隨構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類、微粒間相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同,知道不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.能從晶體與非晶體的宏觀上的差別,從微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究,知道晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于是否具有自范性,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。3.能從晶體制備的實(shí)驗(yàn)出發(fā),依據(jù)探究目的設(shè)計(jì)探究方案,運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)、調(diào)查等方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的化學(xué)核心素養(yǎng)。聚集狀態(tài)的多樣化:氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)、晶態(tài)、非晶態(tài)、塑晶態(tài)、液晶態(tài)等。物質(zhì)組成的多樣化:物質(zhì)不一定都是分子構(gòu)成。晶體與非晶體的三區(qū)別:外在表象、本質(zhì)區(qū)別、實(shí)驗(yàn)判斷。晶體制備方法:三種。知識(shí)點(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過關(guān)知識(shí)點(diǎn)一物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化物質(zhì)三態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化只是分子間距離發(fā)生了變化

2.不含分子的物質(zhì)(1)常見晶體:氯化鈉、石墨、二氧化硅、金剛石以及各種金屬等不含分子。(2)等離子體是由

、

和

組成的整體上呈

性的氣態(tài)物質(zhì)。

(3)離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由

組成的液體物質(zhì)。

3.物質(zhì)的聚集狀態(tài)物質(zhì)的三態(tài)通常是指固態(tài)、液態(tài)和

,還有

、非晶態(tài),以及介于晶態(tài)和非晶態(tài)之間的

、

等。

電子

陽離子

電中性粒子(分子或原子)

電中

離子

氣態(tài)

晶態(tài)

塑晶態(tài)

液晶態(tài)

深度思考等離子體就是液態(tài)電解質(zhì)嗎?液晶屬于晶體嗎?提示

不是。不屬于。等離子體由電子、陽離子和電中性粒子組成,而液態(tài)電解質(zhì)由陰離子和陽離子或分子組成。液晶不屬于晶體。易錯(cuò)提醒(1)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)不一定都由分子構(gòu)成,也可能由原子或離子等微粒構(gòu)成;由分子構(gòu)成的物質(zhì),其聚集狀態(tài)也不一定只有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài),也可能為晶態(tài)、非晶態(tài)等。(2)同種物質(zhì)在不同條件下可形成不同的聚集狀態(tài),物質(zhì)的聚集狀態(tài)會(huì)影響物質(zhì)的性質(zhì),如硬度、熔點(diǎn)等。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

物質(zhì)的組成例1下列敘述正確的是(

)A.所有金屬在常溫下都是固體B.液體與晶體的混合物叫液晶C.等離子體內(nèi)全部是帶正電荷的粒子D.等離子體外觀為氣態(tài)D解析

常溫下Hg是液態(tài),A項(xiàng)錯(cuò)誤;液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài),

B項(xiàng)錯(cuò)誤;等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì),其中電子帶負(fù)電荷,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]下列晶體中存在分子的是(

)A.氯化鈉

B.石墨

C.干冰

D.金剛石C解析

石墨、金剛石中存在的是碳原子,不存在分子;NaCl晶體中存在的是Na+和Cl-,不存在分子;干冰晶體中存在的是CO2分子。探究角度2

物質(zhì)不同的聚集狀態(tài)例2下列關(guān)于聚集狀態(tài)的敘述中,錯(cuò)誤的是(

)A.物質(zhì)只有氣、液、固三種聚集狀態(tài)B.氣態(tài)是高度無序的體系存在狀態(tài)C.固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合得較緊湊,相對(duì)運(yùn)動(dòng)較弱D.液態(tài)物質(zhì)的微粒間距離和作用力的強(qiáng)弱介于固、氣兩態(tài)之間,表現(xiàn)出明顯的流動(dòng)性A解析

物質(zhì)的聚集狀態(tài),除了氣、液、固三態(tài)外,還有晶態(tài)、非晶態(tài)、塑晶態(tài)、液晶態(tài)、等離子體等,A錯(cuò)誤;物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí),分子間距離大,分子運(yùn)動(dòng)速度快,體系處于高度無序狀態(tài),B正確;物質(zhì)處于固態(tài)時(shí),微粒間距離較小,固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合得較緊湊,相對(duì)運(yùn)動(dòng)較弱,C正確;液態(tài)物質(zhì)的微粒間距離和作用力的強(qiáng)弱介于固、氣兩態(tài)之間,表現(xiàn)出明顯的流動(dòng)性,D正確。歸納總結(jié)物質(zhì)的不同聚集狀態(tài)

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]下列關(guān)于等離子體的敘述正確的是(

)A.物質(zhì)一般有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三態(tài),等離子體卻被認(rèn)為是物質(zhì)存在的第四態(tài)B.為了使氣體變成等離子體,必須使其通電C.等離子體通過電場(chǎng)時(shí),所有粒子的運(yùn)動(dòng)方向都發(fā)生改變D.等離子體性質(zhì)穩(wěn)定,不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)A解析

物質(zhì)一般有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三態(tài),等離子體卻被認(rèn)為是物質(zhì)存在的第四態(tài),故A正確;高溫加熱、用X射線、紫外線和γ射線來照射氣體,可以使氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體,不一定要通電,故B錯(cuò)誤;等離子體中也存在中性微粒,通過電場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向不發(fā)生改變,故C錯(cuò)誤;等離子體性質(zhì)活潑,可發(fā)生在一般條件下無法進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),故D錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)二晶體與非晶體基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過關(guān)知識(shí)點(diǎn)二晶體與非晶體1.晶體與非晶體的本質(zhì)差異固體自范性微觀結(jié)構(gòu)晶體

(能自發(fā)呈現(xiàn)

外形)

原子在三維空間里呈

有序排列

非晶體

(不能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形)

原子排列相對(duì)

有

多面體

周期性

沒有

無序

2.獲得晶體的途徑

熔融態(tài)

氣態(tài)

溶質(zhì)

3.晶體的特點(diǎn)(1)自范性(2)各向異性:晶體在不同方向上表現(xiàn)許多物理性質(zhì)(如

、

、光學(xué)性質(zhì)等)的差異。

4.晶體和非晶體的區(qū)分(1)測(cè)熔點(diǎn):晶體

固定的熔點(diǎn),非晶體

固定的熔點(diǎn)。

(2)最可靠的方法:對(duì)固體進(jìn)行

實(shí)驗(yàn)。

自發(fā)地

周期性

速率

強(qiáng)度

導(dǎo)熱性

有

沒有

X射線衍射

深度思考如圖是某固體的微觀結(jié)構(gòu)示意圖(1)試根據(jù)示意圖判斷固體Ⅰ、Ⅱ的類型。

(2)將固體Ⅰ、Ⅱ分別加熱至熔化,各有什么現(xiàn)象發(fā)生?該現(xiàn)象能說明晶體、非晶體的哪種性質(zhì)?提示

根據(jù)結(jié)構(gòu)圖可知,Ⅰ中粒子呈周期性有序排列,為晶體;Ⅱ中粒子排列不規(guī)則,為非晶體。提示

加熱晶體Ⅰ,溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)晶體Ⅰ開始熔化,在全部熔化以前,繼續(xù)加熱,溫度基本保持不變,完全熔化后,溫度才開始升高,所以晶體有固定的熔點(diǎn)。加熱非晶體Ⅱ時(shí),溫度升高到某一程度后非晶體Ⅱ開始軟化,流動(dòng)性增強(qiáng),最后變?yōu)橐后w。從軟化到完全熔化,中間經(jīng)過較大的溫度范圍,所以非晶體無固定的熔點(diǎn)。(3)能不能只通過外觀就能區(qū)分晶體和非晶體?提示

食鹽是晶體。我們吃的食鹽是經(jīng)過粉碎的。不能僅僅通過外觀判斷晶體和非晶體,非晶體經(jīng)過加工也能具有規(guī)則的幾何外形。重難突破?能力素養(yǎng)全提升探究角度1

晶體與非晶體的區(qū)別例1晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別是(

)A.晶體具有各向異性,而非晶體具有各向同性B.晶體具有自范性,而非晶體沒有自范性C.晶體具有固定的熔點(diǎn),而非晶體沒有固定的熔點(diǎn)D.晶體能使X射線產(chǎn)生衍射,而非晶體則不能B解析

易將晶體與非晶體的本質(zhì)區(qū)別及性質(zhì)區(qū)別混為一談。晶體與非晶體的性質(zhì)差異是二者本質(zhì)區(qū)別的外在表現(xiàn)。晶體具有自范性(本質(zhì)),而晶體的性質(zhì)是有固定的熔點(diǎn),能使X射線產(chǎn)生衍射等。分析此類問題時(shí),要分析晶體、非晶體的本質(zhì)與性質(zhì),采用辯證的觀點(diǎn)分析問題。同時(shí)也要注意不能用固體是否有規(guī)則的幾何外形來判斷其是否為晶體。【變式設(shè)問】(1)晶體具有自范性的原因是什么?(2)如何由非晶體轉(zhuǎn)化為晶體?提示

原子在三維空間里呈周期性有序排列。

提示

熔融態(tài)非晶體在適當(dāng)?shù)哪趟俣认驴梢缘玫骄w。思維建模解答有關(guān)晶體與非晶體的比較問題的思維流程

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]下列關(guān)于晶體性質(zhì)的敘述中,不正確的是(

)A.晶體的自范性指的是在適宜條件下晶體能夠自發(fā)地呈現(xiàn)規(guī)則的多面體幾何外形B.晶體的各向異性和對(duì)稱性沒有矛盾C.晶體的對(duì)稱性是微觀粒子按一定規(guī)律呈周期性但無序排列的必然結(jié)果D.晶體的各向異性直接取決于微觀粒子的排列具有特定的方向性C解析

晶體在不同方向上微粒的排列情況不同,即表現(xiàn)為各向異性,晶體的對(duì)稱性是微觀粒子按一定規(guī)律呈周期性有序排列,二者沒有矛盾。探究角度2

晶體的性質(zhì)與鑒別例2不能夠支持石墨是晶體這一事實(shí)的選項(xiàng)是(

)A.石墨和金剛石是同素異形體B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔點(diǎn)為3625℃D.在石墨的X射線衍射圖譜上有明銳的譜線A解析

原子在三維空間里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔點(diǎn)、物理性質(zhì)上體現(xiàn)各向異性、X射線衍射圖譜上有分立的斑點(diǎn)或明銳的譜線等特征,都是晶體有別于非晶體的體現(xiàn),故B、C、D能夠支持石墨是晶體這一事實(shí)。而是否互為同素異形體與是否為晶體這兩者之間并無聯(lián)系,如炭黑也是金剛石、石墨的同素異形體,卻屬于非晶體。故選A。歸納總結(jié)晶體與非晶體的比較

比較類別晶體非晶體微觀結(jié)構(gòu)特征粒子周期性有序排列粒子排列相對(duì)無序性質(zhì)特征自范性有無熔點(diǎn)固定不固定各向異性有無鑒別方法間接方法看是否具有固定的熔點(diǎn)或根據(jù)某些物理性質(zhì)的各向異性科學(xué)方法對(duì)固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]晶體具有各向異性,如藍(lán)晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨在與層垂直的方向上的電導(dǎo)率是與層平行的方向上的電導(dǎo)率的

。晶體的各向異性主要表現(xiàn)在(

)①硬度②導(dǎo)熱性③導(dǎo)電性④光學(xué)性質(zhì)A.①③

B.②④C.①②③ D.①②③④D解析

晶體的各向異性主要表現(xiàn)在硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光學(xué)性質(zhì)等的不同。探究角度3

晶體的制備例3下列過程得到的固體不是晶體的是(

)A.將NaCl飽和溶液降溫,所得到的固體B.氣態(tài)H2O冷卻直接形成的固體C.熔融的KNO3冷卻后所得到的固體D.將液態(tài)的玻璃冷卻后所得到的固體D解析

得到晶體的三個(gè)途徑是①溶質(zhì)從溶液中析出,②氣態(tài)物質(zhì)凝華,③熔融態(tài)物質(zhì)的凝固。A選項(xiàng)符合①,B選項(xiàng)符合②,C選項(xiàng)符合③。由于玻璃本來就屬于非晶體,熔融后再冷卻所得固體仍為非晶體?！咀兪皆O(shè)問】在一定溫度下,將不規(guī)則的NaCl固體放入飽和NaCl溶液中,經(jīng)過一段時(shí)間,會(huì)發(fā)生什么變化?為什么?提示

NaCl固體會(huì)變?yōu)橐?guī)則的立方體。因?yàn)槿芙夂徒Y(jié)晶是可逆過程,根據(jù)晶體的自范性可知,在溶解和結(jié)晶的過程中,離子會(huì)自發(fā)地規(guī)則排列,形成規(guī)則的立方體。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3]下列途徑不能得到晶體的是(

)A.熔融態(tài)SiO2快速冷卻B.熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻C.FeCl3蒸氣冷凝D.CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻A解析

晶體呈現(xiàn)自范性是需要一定條件的,即晶體生長(zhǎng)的速率要適當(dāng)。熔融態(tài)物質(zhì)快速冷卻時(shí)不能得到晶體,如熔融態(tài)SiO2快速冷卻得到看不到晶體外形的瑪瑙,緩慢冷卻則形成水晶。FeCl3、AlCl3等固體均易升華,其蒸氣凝華則得到晶體。CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻析出膽礬晶體(CuSO4·5H2O)。學(xué)以致用·隨堂檢測(cè)全達(dá)標(biāo)123456題組1物質(zhì)的聚集狀態(tài)1.下列有關(guān)液晶的敘述中不正確的是(

)A.具有液體的流動(dòng)性、晶體的各向異性B.制造液晶顯示器C.不是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)D.液晶分子聚集在一起時(shí),其分子間的相互作用很容易受溫度、壓力和電場(chǎng)的影響C123456解析

由液晶的定義可知液晶是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài),C錯(cuò)誤;這種在一定溫度范圍內(nèi)存在的液體既具有液體的流動(dòng)性,又具有晶體的各向異性,這種液體稱為液態(tài)晶體,簡(jiǎn)稱液晶,這是液晶的定義,所以A正確;液晶分子聚集在一起時(shí),其分子間的相互作用很容易受溫度、壓力和電場(chǎng)的影響,這是液晶的性質(zhì),也可以用來解釋為什么可以用液晶來做液晶顯示器,所以B、D都正確。1234562.水的狀態(tài)除了氣、液和固態(tài)外,還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到165K時(shí)形成的。玻璃態(tài)的水無固定形狀,不存在晶體結(jié)構(gòu),且密度與普通液態(tài)水的密度相同,有關(guān)玻璃態(tài)水的敘述中正確的是(

)A.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài),體積縮小B.水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài),體積膨脹C.玻璃態(tài)是水的一種特殊狀態(tài)D.玻璃態(tài)水能使X射線產(chǎn)生衍射C解析

玻璃態(tài)水無固定形狀,不存在晶體結(jié)構(gòu),故玻璃態(tài)水不是晶體,不能使X射線產(chǎn)生衍射;因密度與普通水相同,故水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)時(shí)體積不變。123456題組2晶體與非晶體的比較3.下列物質(zhì)有固定熔、沸點(diǎn)的是(

)A.CuSO4溶液

B.石蠟C.玻璃

D.白磷D解析

A是混合物,B和C都是非晶體,均沒有固定的熔、沸點(diǎn)。

1234564.下列有關(guān)晶體常識(shí)的敘述錯(cuò)誤的是(

)A.水晶屬于晶體,有固定的熔點(diǎn),而玻璃無固定的熔點(diǎn),屬于非晶體B.當(dāng)單一波長(zhǎng)的X射線通過晶體時(shí)可以看到分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰C.晶體都具有自范性,自范性是晶體的本質(zhì)屬性D.晶體都具有規(guī)則的幾何外形,而非晶體都不具有規(guī)則的幾何外形D解析

水晶的化學(xué)成分是二氧化硅,屬于晶體,而玻璃是混合物,屬于非晶體,A正確;當(dāng)單一波長(zhǎng)的X射線通過晶體時(shí),可發(fā)生衍射,可以看到分立的斑點(diǎn)或者明銳的衍射峰,B正確;在適宜條件下,晶體具有能夠自發(fā)地呈現(xiàn)多面體外形的性質(zhì),即晶體的自范性,C正確;晶體具有規(guī)則的幾何外形,但非晶體也可能具有規(guī)則的幾何外形,如鉆石形狀的玻璃制品,D錯(cuò)誤。1234565.晶體是一類非常重要的材料,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。我國現(xiàn)已能夠拉制出直徑為300毫米的大直徑硅單晶,晶體硅大量用于電子產(chǎn)業(yè)。下列對(duì)晶體硅的敘述正確的是(

)A.形成晶體硅的速率越大越好B.晶體硅沒有固定的熔、沸點(diǎn)C.可用