第二章 气体、固体和液体\n4．固 体\n课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升\n目标体系构建\n【学习目标】1．了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，并能列举生活中的晶体和非晶体。2．了解材料科学的有关知识和应用，体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。\n【思维脉络】\n课前预习反馈\n1．固体可以分为________和__________两类。石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是________，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是__________。2．单晶体具有_______的几何形状，多晶体和非晶体没有________的几何形状，我们在初中已经学过，晶体__________的熔点，非晶体____________的熔点。晶体知识点1晶体和非晶体非晶体晶体非晶体确定确定有确定没有确定\n3．有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为____________。非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作____________。由于多晶体是许多__________杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是____________的。说明：具有各向异性的一定是单晶体，具有各向同性的则可能是非晶体或多晶体。各向异性各向同性单晶体各向同性\n1．规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的________排列的，具有__________的周期性。2．变化或转化在不同条件下，同种物质的微粒按照____________在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体________________可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。规则知识点2晶体的微观结构空间上不同规则在一定条件下\n思考辨析『判一判』(1)铁块没有规则的几何形状，所以是非晶体。()(2)晶体具有确定的熔点。()(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。()(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。()(5)玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状。()(6)晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的。()×√×√√×\n『选一选』(多选)在样本薄片上均匀地涂上一层石蜡，然后用灼热的金属针尖点在样本的另一侧面，结果得到如图所示的两种图样，则()A．样本A一定是非晶体B．样本A可能是晶体C．样本B一定是晶体D．样本B不一定是晶体解析：单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，故B、C正确。BC\n『想一想』家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造成关门困难。这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如如初，并且可以持续几个月之久。请你动手试一试，并回答其中的道理。答案：石墨是金刚石的同素异形体，两者的不同结构，造成了物理性质上的很大差异，金刚石质地坚硬，而石墨由于具有层状结构，层与层之间结合不很紧密，故层与层之间易脱落，故能起到润滑作用。用铅笔在纸上写字也是根据这个道理。\n课内互动探究\n探究晶体和非晶体情景导入如图所示是日常生活中常见的几种晶体和非晶体，请在图片基础上思考以下问题：\n(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同？(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？提示：(1)单晶体有确定的形状，多晶体和非晶体没有确定的形状。(2)不一定。\n单晶体、多晶体及非晶体的区别要点提炼分类宏观外形物理性质非晶体没有确定的形状①没有固定熔点②导电、导热、光学性质表现为各向同性晶体单晶体有天然规则的形状①有确定的熔点②导热、导电、光学性质表现为各向异性多晶体没有确定的形状①有确定的熔点②导热、导电、光学性质表现为各向同性\n晶体、非晶体的区分关键是看有无固定的熔点，单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则外形及物理性质是各向异性还是各向同性。特别提醒\n关于晶体和非晶体的说法，正确的是()A．所有的晶体都表现为各向异性B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点解题指导：晶体和非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点，而非晶体没有。由于多晶体和非晶体都具有各向同性、无规则外形的特点，仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体。典例1典例剖析D\n解析：只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；大粒盐磨成细盐，仍然有固定的熔点还是晶体，故C错；晶体和非晶体的一个重要区别，就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D对。\n1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B．制作大规模集成电路也可以用多晶体C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的对点训练C\n解析：金刚石、食盐、水晶是晶体，而玻璃是非晶体，故A错误；制作大规模集成电路用单晶体，故B错误；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故C正确；单晶体是各向异性，多晶体和非晶体是各向同性，故D错误。\n探究晶体的微观结构情景导入(1)单晶体具有规则的几何外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体却没有规则的几何外形，并且物理性质方面表现为各向同性。产生这些不同的根本原因是什么呢？(2)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？\n提示：(1)它们的微观结构不同。(2)金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大。石墨是层状结构，层状结构之间的作用力弱，所以石墨的硬度小。这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布会形成不同的晶体。\n1．对单晶体各向异性的解释如图所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况。从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少。正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同。要点提炼\n2．对晶体具有一定熔点的解释给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。3．对同素异构体的解释这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构，例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同。白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。\n4．多晶体的微观结构及性质(1)多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成的。平常见到的各种金属材料都是多晶体。把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成的，晶粒有大有小，最小的只有10－5cm。(2)每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何形状，因为晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性。它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性。但还有确定的熔点。\n(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开，使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯。石墨烯是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，典例2典例剖析\n根据以上信息和已学知识，下列说法中正确的是()A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体B．石墨是单质，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的解析：石墨、石墨烯与金刚石都具有规则的分子排列，都是晶体。从题目给出的物理情景看，石墨烯是用物理方法获得的。故选项C、D正确。CD\n2．(多选)晶体具有各向异性是由于()A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C．晶体内部结构的无规则性D．晶体内部结构的有规则性解析：组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上物理性质的不同。所以，正确答案为A、D。对点训练AD\n核心素养提升\n非晶体、单晶体和多晶体的区别与联系\n下列说法中正确的是()A．常见的金属材料都是多晶体B．只有非晶体才显示各向同性C．凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体D．多晶体一定显示各向异性解析：常见金属材料都是多晶体，故选项A正确；具有规则几何形状的固体不一定是晶体，如有规则形状的蜡烛不是晶体，故选项C错误；多晶体和非晶体均显示各向同性，故选项B、D错误。案例A\n课堂达标检测\n1．(2021·北京市朝阳区校级月考)下列关于固体的说法中，正确的是()A．晶体熔化时，温度不变，但内能变化B．单晶体一定是单质，有确定的几何形状，有确定的熔点C．多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点D．晶体都是各向异性的，而非晶体都是各向同性的A\n解析：晶体具有一定的熔点，在熔化时温度保持不变，但要不断的吸收热量，改变分子间的距离，所以内能也要发生变化，故A正确；单晶体具有确定的几何形状，有确定的熔点。单晶体可以是单质，也可以是化合物，比如食盐、雪花等，故B错误；多晶体没有确定的几何形状，但有确定的熔点，故C错误；多晶体也是各向同性的，单晶体具有各向异性，故D错误。\n2．(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有()A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变AB\n解析：晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；晶体在熔化时具有一定的熔点，但由于晶体吸收热量，内能在增大，故D错误。\n3．(2021·山东省临朐第一中学高二下学期月考)如图所示，ACBD是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表示数发生了变化(两种情况下都接触良好)，关于圆板，下列说法正确的是()A．圆板是非晶体B．圆板是多晶体C．圆板是单晶体D．不知有无固定熔点，无法判定是晶体还是非晶体C\n解析：电流表示数发生变化，说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同，即各向异性，所以圆板是单晶体，故选项A、B、D错误，选项C正确。
