2-4-固體(人教版2019選擇性必修第三冊(cè))(解析版)

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?】下列說法中正確的是（）A．一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中，其溫度不變，內(nèi)能也一定保持不變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，說明蜂蠟是單晶體C．一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣，則此薄片一定是非晶體D．一個(gè)均勻固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，則該球一定是單晶體【答案】D【詳解】A．晶體在熔化過程中吸熱，溫度不變，內(nèi)能一直增大，A錯(cuò)誤；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，說明云母為晶體，事實(shí)上蜂蠟為常見的非晶體，B錯(cuò)誤；C．一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣，也無法說明其為非晶體，C錯(cuò)誤；D．一個(gè)均勻固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，能夠說明該球一定是單晶體，D正確。故選D?！踞槍?duì)訓(xùn)練1】大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體，這些晶體不僅美麗，而且由于化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)各不相同而呈現(xiàn)出千姿百態(tài)：高貴如鉆石，平凡如雪花，都是由無數(shù)原子嚴(yán)謹(jǐn)而有序地組成。關(guān)于晶體與非晶體，正確的說法是（）A．不具有規(guī)則幾何形狀的物體一定不是晶體B．多晶體是許多單晶體雜亂無章的組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀C．單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的D．天然水晶是晶體，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶體【答案】B【詳解】A．多晶體不具有規(guī)則幾何形狀，是晶體，故A錯(cuò)誤；B．多晶體是許多單晶體雜亂無章的組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，故B正確；C．單晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，多晶體和非晶體是各向同性的，故C錯(cuò)誤；D．天然水晶是晶體，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶體，故D錯(cuò)誤。故選B。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?】晶體在熔解過程中吸收的熱量主要用于

(

)A．破壞晶體結(jié)構(gòu)，增加分子勢(shì)能B．破壞晶體結(jié)構(gòu)，增加分子動(dòng)能C．破壞晶體結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加分子勢(shì)能和增加分子動(dòng)能D．破壞晶體結(jié)構(gòu)，既不增加分子勢(shì)能也不增加分子動(dòng)能【答案】A【分析】晶體吸熱后，破壞晶體結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致分子勢(shì)能增加．【詳解】晶體在熔解的過程中就是吸收的熱量，破壞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的過程，分子活動(dòng)加劇，吸收的熱量，增加分子勢(shì)能，A正確．【針對(duì)訓(xùn)練2】如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，石墨烯是單層的石墨，可以通過剝離石墨而獲得，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。下列說法正確的是（）A．單層石墨烯的厚度約在納米數(shù)量級(jí)B．石墨烯可以通過物理方法獲得C．石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六邊形的頂點(diǎn)不動(dòng)D．石墨烯熔解過程中吸熱，碳原子的平均動(dòng)能增加【答案】B【詳解】A．據(jù)查到的資料可知，1毫米后的石墨大約包含三百萬層石墨烯，所以計(jì)算可得單層石墨烯的厚度約在納米數(shù)量級(jí)以下，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，可以通過剝離石墨而獲得石墨烯，所以石墨烯可以通過物理方法獲得，故B正確；C．石墨中的碳原子是運(yùn)動(dòng)的，故C錯(cuò)誤；D．石墨烯是晶體，熔解過程中吸熱，溫度不變，碳原子的平均動(dòng)能不變，故D錯(cuò)誤。故選B?！眷柟烫嵘?．人們?cè)谙募鞠矚g佩戴水晶飾品，天然的水晶具有規(guī)則的幾何外形，如圖所示。關(guān)于天然水晶，下列說法正確的是（）A．是單晶體 B．沒有固定的熔點(diǎn)C．微觀粒子的空間排列不規(guī)則 D．在光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性【答案】A【詳解】A．天然的水晶具有規(guī)則的幾何外形，所以是單晶體，故A正確；B．晶體具有固定的熔點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；C．單晶體微觀粒子的空間排列規(guī)則，故C錯(cuò)誤；D．單晶體在光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，故D錯(cuò)誤。故選A。2．北京冬奧會(huì)主火炬由小雪花和橄欖枝組成。關(guān)于自然界中的雪花，下列說法正確的是（）A．雪花是水蒸氣在空氣中凝華形成的晶體B．雪花沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都相同C．雪花融化成水的過程中分子平均動(dòng)能增大D．因?yàn)樽匀唤缰醒┗ǖ男螤畛^2萬種，所以雪花是非晶體【答案】A【詳解】A．雪花是水蒸氣在空氣中凝華形成的晶體，故A正確；B．雪花是單晶體，沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)不同，故B錯(cuò)誤；C．雪花融化成水的過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，故C錯(cuò)誤；D．雪花有固定的熔點(diǎn)，是晶體，故D錯(cuò)誤。故選A。3．食鹽是我們生活中不可缺少的調(diào)味品，中國(guó)人大約在神農(nóng)氏與黃帝的時(shí)期就開始煮鹽。通過研究，我們知道了食鹽的微觀結(jié)構(gòu)如圖所示，則下列說法正確的是（）A．食鹽晶體是正六面體形B．食鹽所有的物理性質(zhì)都具有各向異性C．食鹽顆粒受潮粘連成食鹽塊時(shí)，形狀不規(guī)則，是非晶體D．食鹽在熔化時(shí)，要吸收熱量，溫度保持不變，所以內(nèi)能也不變【答案】A【詳解】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，但并非所有的物理性質(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)，形狀不規(guī)則，但仍是晶體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．食鹽在熔化時(shí)，要吸收熱量，溫度保持不變，所以內(nèi)能增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。4．江蘇省東海縣是世界天然水晶原料集散地，有著“世界水晶之都”的美譽(yù)。天然的水晶具有規(guī)則的幾何外形，如圖所示。關(guān)于天然水晶，下列說法正確的是（）A．具有規(guī)則的幾何外形，但是沒有固定的熔點(diǎn)B．微觀粒子的空間排列不規(guī)則C．在熔化過程中分子平均動(dòng)能不變D．在光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性【答案】C【詳解】A．水晶是晶體，具有規(guī)則的幾何外形，有固定的熔點(diǎn)，A錯(cuò)誤；B．水晶是晶體，微觀粒子的空間排列規(guī)則，B錯(cuò)誤；C．水晶是晶體，有固定的熔點(diǎn)，在熔化過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，C正確；D．水晶是晶體，在光學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，D錯(cuò)誤。故選C。5．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)稀土晶體的研究，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。6．大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體，這些晶體不僅美麗，而且由于化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)各不相同而呈現(xiàn)出千姿百態(tài)，高貴如鉆石，平凡如雪花，都是由無數(shù)原子嚴(yán)謹(jǐn)而有序地組成的。關(guān)于晶體與非晶體，正確的說法是（）A．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對(duì)的，是不可以相互轉(zhuǎn)化的B．多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀C．晶體沿不同的方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌夭煌较虻墓鈱W(xué)性質(zhì)一定相同D．單晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)【答案】BD【詳解】A．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體不是絕對(duì)的，是可以相互轉(zhuǎn)化的，例如天然石英是晶體，熔融過的石英卻是非晶體；把晶體硫加熱熔化（溫度超過300℃）再倒進(jìn)冷水中，會(huì)變成柔軟的非晶體硫，再過一段時(shí)間又會(huì)轉(zhuǎn)化為晶體硫，A錯(cuò)誤；B．多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，B正確；C．晶體分為單晶體和多晶體，某些單晶體沿不同的方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿幌嗤?，沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)也不相同，C錯(cuò)誤；D．單晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，D正確。故選BD。7．大自然中存在許多絢麗奪目的晶體，由于化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)各不相同，這些晶體呈現(xiàn)出千姿百態(tài)；高貴如鉆石，平凡如雪花，都是由無數(shù)原子嚴(yán)謹(jǐn)而有序地組成的。關(guān)于晶體與非晶體，下列說法正確的是（）A．晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌夭煌较虻墓鈱W(xué)性質(zhì)一定相同B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對(duì)的，是不可以相互轉(zhuǎn)化的C．有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同晶體，是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布D．多晶體是許多單晶體雜亂無章的組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀【答案】CD【詳解】A．單晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿幌嗤?，沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不一定相同，故A錯(cuò)誤。B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體不是絕對(duì)的，是可以相互轉(zhuǎn)化的，例如天然石英是晶體，熔化以后再凝固的水晶卻是非晶體，故B錯(cuò)誤。C．有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同晶體，是因?yàn)榻M成晶體的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布，故C正確；D．多晶體是許多單晶體雜亂無章的組合而成的，所以多晶體沒有確定的幾何形狀，故D正確。故選CD。8．固體甲和固體乙在一定壓強(qiáng)下的熔解曲線如圖所示，橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示溫度T.下列判斷正確的有A．固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體B．固體甲不一定有確定的幾何外形，固體乙一定沒有確定的幾何外形C．在熱傳導(dǎo)方面固體甲一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性D．圖線甲中ab段溫度不變，所以甲的內(nèi)能不變【答案】AB【詳解】A.晶體具有比較固定的熔點(diǎn)，非晶體則沒有固定的熔點(diǎn)，所以固體甲一定是晶體，固體乙一定是非晶體．故A正確．B.固體甲若是多晶體，則不一定有確定的幾何外形，固體乙是非晶體，一定沒有確定的幾何外形．故B正確；C.在熱傳導(dǎo)方面固體甲若是多晶體，則不一定表現(xiàn)出各向異性，固體乙一定表現(xiàn)出各向同性．故C錯(cuò)誤．D.晶體在熔化時(shí)具有一定的熔點(diǎn)，但由于晶體吸收熱量，內(nèi)能在增大．故D錯(cuò)誤．故選AB．9．2020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，則石英晶體（）A．具有各向異性的壓電效應(yīng) B．沒有確定的熔點(diǎn)C．有確定的幾何形狀 D．是多晶體【答案】AC【詳解】A．由題意可知，石英晶體沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著，其它方向不明顯，因此石英具有各向異性的壓電效應(yīng)，A正確；BCD．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)，有規(guī)則的幾何形狀，BD錯(cuò)誤，C正確。故