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基础课时12　物质的聚集状态与晶体的常识
学习目标　1.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。2.了解获得晶体的途径，能知道晶体与非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。
一、物质的聚集状态
(一)知识梳理
1.物质三态间的相互转化
分子在固态只能振动，在气态能自由移动，在液态则介乎二者之间。
2.物质的聚集状态
物质并不一定都由分子构成，如气态的等离子体、液态的离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等都无分子。
(1)等离子体：由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质。
(2)离子液体：仅由离子组成的、在相对较低温度下呈液态的物质。
(3)液晶：液晶是介于液态和晶态之间的物质状态。
(二)问题探究
问题1　等离子体是如何形成的？
提示　高温或外加电场激发或用紫外线、X射线和γ射线照射气体，都可以使气体转变为等离子体。
问题2　等离子体有何特性？有什么应用？
提示　等离子体具有良好的导电性和流动性。等离子体用途十分广泛。例如，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等离子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的；等等。
问题3　液晶有什么特殊的性质？
提示　液晶既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。
【探究归纳】　液晶与等离子体的特征与应用
聚集 状态 液晶 等离子体
定义 在一定温度范围内既具有液体的流动性，又具有晶体各向异性的聚集状态 由大量带电微粒和中性微粒所组成的呈电中性的物质聚集体
特征 表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小 良好的导电性和流动性
重要 应用 液晶显示器、高强度液晶纤维 切割金属、代替手术刀进行外科手术、进行化学合成、制造等离子显示器、核聚变的发生
1.下列叙述正确的是(　　)
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.液体与晶体混合物叫做液晶
C.等离子体性质稳定，不易发生化学反应
D.等离子体的外观为气态
答案　D
解析　物质的状态除了气、液、固三态外，还有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等，A错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性等，B错误；等离子体性质活泼，可发生一般条件下无法进行的化学反应，C错误；等离子体是指由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，是一种特殊的气体，D正确。
2.下列有关等离子体的叙述，不正确的是(　　)
A.等离子体是物质的另一种聚集状态
B.等离子体是很好的导体
C.水可能形成等离子体状态
D.等离子体中的微粒不带电荷
答案　D
解析　等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，是物质的另一种聚集状态，故A正确；等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；通过强热、电磁辐射等方式也能使水形成等离子体，故C正确；等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误。
3.1925年贝尔德在英国首次成功装配出世界第一台电视机，短短几十年时间，电视机经历了从黑白到彩色，从手动到遥控，从平板电视机到液晶电视机的发展历程。下列关于液晶的叙述错误的是(　　)
A.液晶是物质的一种聚集状态
B.液晶具有流动性
C.液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D.液晶具有各向异性
答案　C
解析　液晶是介于液态和晶态之间的一种特殊的聚集状态，A正确、C错误；液晶是液态晶体的简称，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，B正确、D正确。
二、晶体与非晶体
(一)知识梳理
1.晶体与非晶体的区别
项目 自范性 微观结构
晶体 有(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性有序排列
非晶体 没有(不能自发呈现多面体外形) 原子排列相对无序
2.获得晶体的途径
3.晶体的特点
(1)自范性
(2)各向异性：晶体在不同方向上表现许多物理性质(如强度、导热性、光学性质等)的差异。
(3)熔点：有(填“有”或“没有”)固定的熔点。
4.晶体和非晶体的鉴别
(1)测熔点：晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。
(2)最可靠的方法：对固体进行X射线衍射实验。
(二)问题探究
问题1　具有规则几何外形的固体，一定是晶体吗？
提示　不一定。晶体规则的几何外形是自发形成的。在外力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体，如玻璃、塑料等相关制品。
问题2　晶体的规则几何外形及各向异性是由哪些因素引起的？
提示　晶体内部微粒在微观空间按照一定规律做周期性重复排列。使晶体具有规则几何外形；晶体内部微粒在各个方向上的不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。
问题3　如何鉴别宝石和用玻璃仿造的假宝石？
提示　宝石是晶体，具有固定的熔点和各向异性，玻璃仿造的假宝石是非晶体没有固定的熔点和各向异性，常用鉴别方法：
①测试硬度，可在玻璃上刻画出痕迹；
②利用宝石的折光率鉴别；
③进行X射线衍射实验鉴别。
【探究归纳】　关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形，如食盐。
1.下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是(　　)
A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
答案　B
解析　晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性，而对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，B项的说法错误。
2.玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，有关玻璃的说法错误的是(　　)
A.玻璃内部微粒排列是无序的，不具有自范性
B.玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C.光纤和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
答案　C
解析　根据玻璃的结构示意图，构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，没有自范性，A、B正确；玻璃属于非晶体但光导纤维属于晶体，C错误；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，D正确。
3.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是(　　)
A.水由液态变为玻璃态，体积缩小
B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.X射线通过玻璃态水时，能产生谱线
答案　C
解析　玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，X射线通过玻璃态水时不能产生谱线，因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)物质的聚集状态
1.下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是(　　)
A.等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D.固态中的原子或者分子结合得较紧凑，相对运动较弱
答案　A
解析　等离子体是呈准电中性的，其基本构成微粒可以是带电的粒子也可以是中性粒子，A项错误；物质处于气态时，分子间距离大，分子运动速度快，体系处于高度无序状态，B项正确；液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，C项正确；据物质固态时微粒间距离较小可判断，固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱，D项正确。
2.下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，正确的是(　　)
A.运用等离子束切割金属
B.晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C.液体与晶体混合物叫液晶
D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，不具有明显的流动性
答案　A
解析　运用等离子束切割金属，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，故A正确；某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高，故B错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，又具有晶体的某些物理性质，故C错误；对液态物质而言，分子相距比较近，分子间作用力也较强，表现出明显的流动性，故D错误。
3.下列与等离子体无关的是(　　)
A.等离子体显示器
B.日光灯和霓虹灯
C.把温度升高到几千摄氏度时水蒸气发生的变化
D.液晶显示器
答案　D
解析　等离子体显示器是通过等离子体显示图像和文字，与等离子体有关，故A不选；日光灯和霓虹灯中气体被电离形成了等离子体，与等离子体有关，故B不选；把温度升高到几千摄氏度时，水蒸气被电离形成了等离子体，与等离子体有关，故C不选；液晶显示器是通过液晶显示图像和文字，与等离子体无关，故D选。
(二)晶体与非晶体
4.下列过程中不能得到晶体的是(　　)
A.对NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B.气态水直接冷却成固态水
C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D.液态的玻璃冷却后所得到的固体
答案　D
解析　得到晶体的三条途径：①溶质从溶液中析出；②气态物质凝华；③熔融态物质凝固。A选项符合①，B选项符合②，C选项符合③。由于玻璃属于非晶体，熔融后再冷却所得到的固体仍为非晶体。
5.区别晶体与非晶体的最科学的方法是(　　)
A.观察各向异性 B.X射线衍射实验
C.测定固定熔点 D.观察自范性
答案　B
解析　非晶体没有各向异性，A不符合题意；晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，B符合题意；测定熔点只是表象，不准确，C不符合题意；只有在适宜的条件下晶体才能表现出自范性。综上分析，区别晶体与非晶体的最科学的方法是利用X射线衍射实验，D不符合题意。
6.下图是天然水晶球里的玛瑙和水晶，两者的根本区别在于(　　)
A.外形不一样，构成两者的原子不同
B.构成玛瑙的基本粒子无规则排列，构成水晶的基本粒子按一定的规律周期性重复排列
C.水晶有固定的熔沸点，而玛瑙无固定熔沸点
D.水晶可用于能量转换，玛瑙可用于装饰品
答案　B
解析　晶体和非晶体的本质区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。
7.晶体具有各向异性，如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同；又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的。晶体的各向异性主要表现在(　　)
①硬度　②导热性　③导电性　④光学性质
A.①③ B.②④
C.①②③ D.①②③④
答案　D
解析　晶体的各向异性主要表现硬度、导热性、导电性、光学性质等的不同。
8.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　)
A.破损的晶体能自动变成规则的多面体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性
D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
答案　B
解析　晶体的自范性即晶体能够自发地呈现多面体外形的性质，但“自发”过程的实现仍需要一定的条件，A项错误；缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中析出完美的立方体晶块，B项正确；圆形并不是晶体冰本身自发形成的形状，而是受容器限制形成的，C项错误；玻璃是非晶体，D项错误。
B级　素养培优练
9.金属玻璃就是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是(　　)
A.金属玻璃能自发呈现多面体外形
B.金属玻璃无固定的熔点，是混合物
C.鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为有无各向异性
D.金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
答案　B
解析　金属玻璃属于类似于玻璃态的一种非晶体结构，因此不能自发呈现多面体外形，A错误；非晶体没有固定的熔点，是混合物，B正确；鉴别晶体与非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验，C错误；金属玻璃由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却形成的，与二氧化硅无关，D错误。
10.准晶体里的原子排列有序，但不具备普通晶体的长程平移对称性，而且原子之间有间隙(如图)。
下列说法正确的是(　　)
A.与普通晶体比较，准晶体延展性较强
B.普通玻璃属于晶体，其成分中存在共价键
C.与普通晶体比较，准晶体密度较小
D.准晶体和晶体是固体物质的同一种存在形态，具有相同的性质
答案　C
解析　准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性，延展性较差，原子间有间隙，密度较小，A项错误，C项正确；普通玻璃属于非晶体，其主要成分为硅酸盐，硅酸盐中Si与O原子间存在共价键，B项错误；准晶体和晶体是固体物质的不同存在形态，D项错误。
11.如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，判断下列说法正确的是(　　)
A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体
B. Ⅰ 形成的固体物理性质有各向异性
C.Ⅱ 形成的固体一定有固定的熔、沸点
D.二者的X射线图谱是相同的
答案　B
解析　观察结构图知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，Ⅱ中微粒排布不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体具有各向异性，具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，用X射线衍射实验检验两者，图谱明显不同。
12.海冰是海水冻结而成的成水冰，冰龄达一年以上的海冰，其融化后的水为淡水。海水冻结时，部分未及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包裹在冰晶之间，形成“盐泡”。某海冰大致结构如图所示，有关该海冰的叙述正确的是(　　)
A.水分子之间存在氢键，所以水分子比较稳定
B.海冰的冰龄越长，内层的“盐泡”越多
C.海冰内层NaCl的浓度约为10－3 mol·L－1(设冰的密度为0.9 g·cm－3)
D.每1 mol水分子的海冰内就有2×10－5NA个NaCl分子(阿伏加德罗常数用NA表示)
答案　C
解析　水分子比较稳定是由于水分子中的H—O共价键强，与分子之间是否存在氢键无关，A错误；若海冰的冰龄达到1年以上，融化后的水为淡水，则海冰冰龄越长，内层的“盐泡”越少，B错误；冰的密度为0.9 g·cm－3，设海水1 L时，水的质量为900 g，由个数比为1∶5×104，含NaCl的物质的量n(NaCl)＝＝1×10－3mol，所以海冰内层NaCl的浓度约为c(NaCl)＝＝1.0×10－3mol/L，C正确； “盐泡”内的盐分为NaCl，NaCl由离子构成的化合物，其中不存在NaCl分子，D错误。
13.(1)在下列物质中，____________(填序号，下同)是晶体，____________是非晶体。
①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·5H2O　⑥冰糖　⑦石蜡　⑧单晶硅　⑨铝块
⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体都具有____________，而非晶体____________；另外非晶体具有(物理性质)____________的特点，而晶体具有(物理性质)____________的特点。
(3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是____________(填序号)。
①从外形上来判断
②从各向异性或各向同性上来判断
③从导电性能来判断
④从有无固定熔点来判断
答案　(1)②⑤⑥⑧⑨　①③④⑦⑩　(2)规则的几何外形　没有规则的几何外形　各向同性　各向异性　(3)②④
解析　明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。晶体的重要特征就是各向异性和有固定的熔点等。
14.在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。
(1)在表面皿上加少量冷水的作用是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)观察到的实验现象是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)在表面皿上碘是____________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)这种方法是____________，制取晶体的方法还有____________、____________。
答案　(1)冷却碘蒸气　(2)烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体　(3)晶体　(4)凝华　熔融态物质的凝固　结晶(溶质从溶液中析出)
解析　获得晶体有3个途径：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华)；溶质从溶液中析出。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是冷却碘蒸气；(2)观察到的实验现象是烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体；(3)在表面皿上碘是晶体；(4)这种方法是凝华，制取晶体的方法还有熔融态物质的凝固、结晶。基础课时12　物质的聚集状态与晶体的常识
学习目标　1.知道在一定条件下,物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。2.了解获得晶体的途径,能知道晶体与非晶体的本质差异,知道晶体的特征和性质。
一、物质的聚集状态
(一)知识梳理
1.物质三态间的相互转化
分子在固态只能　　　　,在气态能　　　　,在液态则介乎二者之间。
2.物质的聚集状态
物质并不一定都由分子构成,如气态的等离子体、液态的离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等都无分子。
(1)等离子体:由　　　　　　、　　　　　　和　　　　　　(分子或原子)组成的整体上呈　　　　　　的气态物质。
(2)离子液体:仅由　　　　　　组成的、在相对较低温度下呈液态的物质。
(3)液晶:液晶是介于　　　　　和　　　　　之间的物质状态。
(二)问题探究
问题1　等离子体是如何形成的
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　等离子体有何特性 有什么应用
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　液晶有什么特殊的性质
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】　液晶与等离子体的特征与应用
聚集状态 液晶 等离子体
定义 在一定温度范围内既具有液体的流动性,又具有晶体各向异性的聚集状态 由大量带电微粒和中性微粒所组成的呈电中性的物质聚集体
特征 表现出各向异性,液晶显示的驱动电压低、功率小 良好的导电性和流动性
重要应用 液晶显示器、高强度液晶纤维 切割金属、代替手术刀进行外科手术、进行化学合成、制造等离子显示器、核聚变的发生
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列叙述正确的是 (　　)
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.液体与晶体混合物叫做液晶
C.等离子体性质稳定,不易发生化学反应
D.等离子体的外观为气态
2.下列有关等离子体的叙述,不正确的是 (　　)
A.等离子体是物质的另一种聚集状态
B.等离子体是很好的导体
C.水可能形成等离子体状态
D.等离子体中的微粒不带电荷
3.1925年贝尔德在英国首次成功装配出世界第一台电视机,短短几十年时间,电视机经历了从黑白到彩色,从手动到遥控,从平板电视机到液晶电视机的发展历程。下列关于液晶的叙述错误的是 (　　)
A.液晶是物质的一种聚集状态
B.液晶具有流动性
C.液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D.液晶具有各向异性
二、晶体与非晶体
(一)知识梳理
1.晶体与非晶体的区别
项目 自范性 微观结构
晶体 　　　　(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性　　　　　　　　
非晶体 　　　　(不能自发呈现多面体外形) 原子排列　　　　　　　　
2.获得晶体的途径
3.晶体的特点
(1)自范性
(2)各向异性:晶体在不同方向上表现许多物理性质(如　　　　　、　　　　　、　　　　　等)的差异。
(3)熔点:　　　　(填“有”或“没有”)固定的熔点。
4.晶体和非晶体的鉴别
(1)测熔点:晶体　　　　固定的熔点,非晶体　　　　固定的熔点。
(2)最可靠的方法:对固体进行　　　　　实验。
(二)问题探究
问题1　具有规则几何外形的固体,一定是晶体吗
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题2　晶体的规则几何外形及各向异性是由哪些因素引起的
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
问题3　如何鉴别宝石和用玻璃仿造的假宝石
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【探究归纳】　关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体,也可以是非晶体,如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体,不一定是晶体。例如,玻璃制品可以塑造出规则的几何外形,也可以具有美观对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体,如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形,如食盐。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列关于晶体的性质叙述中,不正确的是 (　　)
A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
2.玻璃是常见的非晶体,在生产生活中有着广泛的用途,如图是玻璃的结构示意图,有关玻璃的说法错误的是 (　　)
A.玻璃内部微粒排列是无序的,不具有自范性
B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升
C.光纤和玻璃的主要成分都可看成是SiO2,二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
3.水的状态除了气、液和固态外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述中正确的是 (　　)
A.水由液态变为玻璃态,体积缩小
B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.X射线通过玻璃态水时,能产生谱线
:课后完成　第三章　基础课时12(共48张PPT)
第一节　物质的聚集状态与晶体的常识
基础课时 　物质的聚集状态与晶体的常识
12
第三章
晶体结构与性质
1.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。
2.了解获得晶体的途径，能知道晶体与非晶体的本质差异，知道晶体的特征和性质。
学习目标
一、物质的聚集状态
二、晶体与非晶体
目
录
CONTENTS
课后巩固训练
一、物质的聚集状态
对点训练
(一)知识梳理
1.物质三态间的相互转化
分子在固态只能______，在气态能__________，在液态则介乎二者之间。
振动
自由移动
2.物质的聚集状态
物质并不一定都由分子构成，如气态的等离子体、液态的离子液体、固态的氯化钠、金刚石、石墨、二氧化硅、金属等都无分子。
(1)等离子体：由______、________和____________ (分子或原子)组成的整体上呈________的气态物质。
(2)离子液体：仅由______组成的、在相对较低温度下呈液态的物质。
(3)液晶：液晶是介于______和______之间的物质状态。
电子
阳离子
电中性粒子
电中性
液态
晶态
离子
(二)问题探究
问题1　等离子体是如何形成的？
提示　高温或外加电场激发或用紫外线、X射线和γ射线照射气体，都可以使气体转变为等离子体。
问题2　等离子体有何特性？有什么应用？
提示　等离子体具有良好的导电性和流动性。等离子体用途十分广泛。例如，运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；利用等离子体可以进行化学合成；核聚变也是在等离子态下发生的；等等。
问题3　液晶有什么特殊的性质？
提示　液晶既具有液体的流动性、黏度、形变性，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等，表现出类似晶体的各向异性。
【探究归纳】　液晶与等离子体的特征与应用
聚集 状态 液晶 等离子体
定义 在一定温度范围内既具有液体的流动性，又具有晶体各向异性的聚集状态 由大量带电微粒和中性微粒所组成的呈电中性的物质聚集体
特征 表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小 良好的导电性和流动性
重要 应用 液晶显示器、高强度液晶纤维 切割金属、代替手术刀进行外科手术、进行化学合成、制造等离子显示器、核聚变的发生
1.下列叙述正确的是(　　)
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.液体与晶体混合物叫做液晶
C.等离子体性质稳定，不易发生化学反应
D.等离子体的外观为气态
D
解析　物质的状态除了气、液、固三态外，还有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等，A错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、形变性等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性等，B错误；等离子体性质活泼，可发生一般条件下无法进行的化学反应，C错误；等离子体是指由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体，是一种特殊的气体，D正确。
2.下列有关等离子体的叙述，不正确的是(　　)
A.等离子体是物质的另一种聚集状态
B.等离子体是很好的导体
C.水可能形成等离子体状态
D.等离子体中的微粒不带电荷
解析　等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，是物质的另一种聚集状态，故A正确；等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；通过强热、电磁辐射等方式也能使水形成等离子体，故C正确；等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误。
D
3.1925年贝尔德在英国首次成功装配出世界第一台电视机，短短几十年时间，电视机经历了从黑白到彩色，从手动到遥控，从平板电视机到液晶电视机的发展历程。下列关于液晶的叙述错误的是(　　)
A.液晶是物质的一种聚集状态
B.液晶具有流动性
C.液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D.液晶具有各向异性
解析　液晶是介于液态和晶态之间的一种特殊的聚集状态，A正确、C错误；液晶是液态晶体的简称，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，B正确、D正确。
C
二、晶体与非晶体
对点训练
(一)知识梳理
1.晶体与非晶体的区别
项目 自范性 微观结构
晶体 ____(能自发呈现多面体外形) 原子在三维空间里呈周期性_________
非晶体 ______(不能自发呈现多面体外形) 原子排列__________
有
有序排列
没有
相对无序
2.获得晶体的途径
熔融态
熔质
气态
3.晶体的特点
(1)自范性
自发地
周期性
速率
(2)各向异性：晶体在不同方向上表现许多物理性质(如______、________、__________等)的差异。
(3)熔点：____ (填“有”或“没有”)固定的熔点。
强度
导热性
光学性质
有
4.晶体和非晶体的鉴别
(1)测熔点：晶体____固定的熔点，非晶体______固定的熔点。
(2)最可靠的方法：对固体进行____________实验。
有
没有
X射线衍射
(二)问题探究
问题1　具有规则几何外形的固体，一定是晶体吗？
提示　不一定。晶体规则的几何外形是自发形成的。在外力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体，如玻璃、塑料等相关制品。
问题2　晶体的规则几何外形及各向异性是由哪些因素引起的？
提示　晶体内部微粒在微观空间按照一定规律做周期性重复排列。使晶体具有规则几何外形；晶体内部微粒在各个方向上的不同排列是晶体具有各向异性的本质原因。
问题3　如何鉴别宝石和用玻璃仿造的假宝石？
提示　宝石是晶体，具有固定的熔点和各向异性，玻璃仿造的假宝石是非晶体没有固定的熔点和各向异性，常用鉴别方法：
①测试硬度，可在玻璃上刻画出痕迹；
②利用宝石的折光率鉴别；
③进行X射线衍射实验鉴别。
【探究归纳】　关于晶体与非晶体的认识误区
(1)同一物质可以是晶体，也可以是非晶体，如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(2)有着规则几何外形或者美观、对称外形的固体，不一定是晶体。例如，玻璃制品可以塑造出规则的几何外形，也可以具有美观对称的外观。
(3)具有固定组成的物质也不一定是晶体，如某些无定形体也有固定的组成。
(4)晶体不一定都有规则的几何外形，如食盐。
1.下列关于晶体的性质叙述中，不正确的是(　　)
A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现规则的多面体几何外形
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
B
解析　晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性，而对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果，B项的说法错误。
2.玻璃是常见的非晶体，在生产生活中有着广泛的用途，如图是玻璃的结构示意图，有关玻璃的说法错误的是(　　)
A.玻璃内部微粒排列是无序的，不具有自范性
B.玻璃熔化时吸热，温度不断上升
C.光纤和玻璃的主要成分都可看成是SiO2，二者都是非晶体
D.利用X射线衍射实验可以鉴别石英玻璃和水晶
C
解析　根据玻璃的结构示意图，构成玻璃的粒子无周期性排列，是无序的，所以玻璃是非晶体，因此没有固定的熔点，没有自范性，A、B正确；玻璃属于非晶体但光导纤维属于晶体，C错误；区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行X射线衍射实验，D正确。
3.水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的。玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述中正确的是(　　)
A.水由液态变为玻璃态，体积缩小
B.水由液态变为玻璃态，体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.X射线通过玻璃态水时，能产生谱线
C
解析　玻璃态水无固定形状，不存在晶体结构，故玻璃态水不是晶体，X射线通过玻璃态水时不能产生谱线，因密度与普通水相同，故水由液态变为玻璃态时体积不变。
课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(一)物质的聚集状态
1.下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是(　　)
A.等离子体的基本构成微粒只有带电的离子和电子
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D.固态中的原子或者分子结合得较紧凑，相对运动较弱
A
解析　等离子体是呈准电中性的，其基本构成微粒可以是带电的粒子也可以是中性粒子，A项错误；物质处于气态时，分子间距离大，分子运动速度快，体系处于高度无序状态，B项正确；液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，C项正确；据物质固态时微粒间距离较小可判断，固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱，D项正确。
2.下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，正确的是(　　)
A.运用等离子束切割金属
B.晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C.液体与晶体混合物叫液晶
D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，不具有明显的流动性
A
解析　运用等离子束切割金属，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，故A正确；某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高，故B错误；液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，又具有晶体的某些物理性质，故C错误；对液态物质而言，分子相距比较近，分子间作用力也较强，表现出明显的流动性，故D错误。
3.下列与等离子体无关的是(　　)
A.等离子体显示器
B.日光灯和霓虹灯
C.把温度升高到几千摄氏度时水蒸气发生的变化
D.液晶显示器
解析　等离子体显示器是通过等离子体显示图像和文字，与等离子体有关，故A不选；日光灯和霓虹灯中气体被电离形成了等离子体，与等离子体有关，故B不选；把温度升高到几千摄氏度时，水蒸气被电离形成了等离子体，与等离子体有关，故C不选；液晶显示器是通过液晶显示图像和文字，与等离子体无关，故D选。
D
(二)晶体与非晶体
4.下列过程中不能得到晶体的是(　　)
A.对NaCl饱和溶液降温所得到的固体
B.气态水直接冷却成固态水
C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体
D.液态的玻璃冷却后所得到的固体
解析　得到晶体的三条途径：①溶质从溶液中析出；②气态物质凝华；③熔融态物质凝固。A选项符合①，B选项符合②，C选项符合③。由于玻璃属于非晶体，熔融后再冷却所得到的固体仍为非晶体。
D
5.区别晶体与非晶体的最科学的方法是(　　)
A.观察各向异性 B.X射线衍射实验
C.测定固定熔点 D.观察自范性
解析　非晶体没有各向异性，A不符合题意；晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列，构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，B符合题意；测定熔点只是表象，不准确，C不符合题意；只有在适宜的条件下晶体才能表现出自范性。综上分析，区别晶体与非晶体的最科学的方法是利用X射线衍射实验，D不符合题意。
B
6.如图是天然水晶球里的玛瑙和水晶，两者的根本区别在于(　　)
A.外形不一样，构成两者的原子不同
B.构成玛瑙的基本粒子无规则排列，构成
水晶的基本粒子按一定的规律周期性重复排列
C.水晶有固定的熔沸点，而玛瑙无固定熔沸点
D.水晶可用于能量转换，玛瑙可用于装饰品
解析　晶体和非晶体的本质区别在于内部粒子在微观空间里是否呈现周期性的有序排列。
B
D
解析　晶体的各向异性主要表现硬度、导热性、导电性、光学性质等的不同。
8.关于晶体的自范性，下列叙述正确的是(　　)
A.破损的晶体能自动变成规则的多面体
B.缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体晶块
C.圆形容器中结出的冰是圆形的体现了晶体的自范性
D.由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性
解析　晶体的自范性即晶体能够自发地呈现多面体外形的性质，但“自发”过程的实现仍需要一定的条件，A项错误；缺角的氯化钠晶体在饱和NaCl溶液中析出完美的立方体晶块，B项正确；圆形并不是晶体冰本身自发形成的形状，而是受容器限制形成的，C项错误；玻璃是非晶体，D项错误。
B
B级　素养培优练
9.金属玻璃就是由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却得到的具有非晶态结构的金属固体。以下关于金属玻璃的说法正确的是(　　)
A.金属玻璃能自发呈现多面体外形
B.金属玻璃无固定的熔点，是混合物
C.鉴别金属玻璃是否为晶体最可靠的科学方法为有无各向异性
D.金属玻璃是金属与二氧化硅的混合物
B
解析　金属玻璃属于类似于玻璃态的一种非晶体结构，因此不能自发呈现多面体外形，A错误；非晶体没有固定的熔点，是混合物，B正确；鉴别晶体与非晶体最可靠的科学方法是进行X射线衍射实验，C错误；金属玻璃由金属元素或金属元素为主要成分的熔体通过快速冷却形成的，与二氧化硅无关，D错误。
10.准晶体里的原子排列有序，但不具备普通晶体的长程平移对称性，而且原子之间有间隙(如图)。
下列说法正确的是(　　)
A.与普通晶体比较，准晶体延展性较强
B.普通玻璃属于晶体，其成分中存在共价键
C.与普通晶体比较，准晶体密度较小
D.准晶体和晶体是固体物质的同一种存在形态，具有相同的性质
C
解析　准晶体不具备普通晶体的长程平移对称性，延展性较差，原子间有间隙，密度较小，A项错误，C项正确；普通玻璃属于非晶体，其主要成分为硅酸盐，硅酸盐中Si与O原子间存在共价键，B项错误；准晶体和晶体是固体物质的不同存在形态，D项错误。
11.如图是某固体的微观结构示意图，请认真观察两图，
判断下列说法正确的是(　　)
A.两种物质在一定条件下都会自动形成有规则几何外形的晶体
B. Ⅰ 形成的固体物理性质有各向异性
C.Ⅱ 形成的固体一定有固定的熔、沸点
D.二者的X射线图谱是相同的
解析　观察结构图知，Ⅰ中微粒呈周期性有序排列，Ⅱ中微粒排布不规则，故Ⅰ为晶体，Ⅱ为非晶体。晶体具有各向异性，具有固定熔点，非晶体没有固定熔点，用X射线衍射实验检验两者，图谱明显不同。
B
12.海冰是海水冻结而成的成水冰，冰龄达一年以上的海冰，其融化后的水为淡水。海水冻结时，部分未及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包裹在冰晶之间，形成“盐泡”。某海冰大致结构如图所示，有关该海冰的叙述正确的是(　　)
A.水分子之间存在氢键，所以水分子比较稳定
B.海冰的冰龄越长，内层的“盐泡”越多
C.海冰内层NaCl的浓度约为10－3 mol·L－1(设冰的密度为0.9 g·cm－3)
D.每1 mol水分子的海冰内就有2×10－5NA个NaCl分子(阿伏加德罗常数用NA表示)
C
13.(1)在下列物质中，____________(填序号，下同)是晶体，____________是非晶体。
①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·5H2O　⑥冰糖　⑦石蜡　
⑧单晶硅　⑨铝块
⑩橡胶
(2)晶体和非晶体在外形上有差别，晶体都具有________________，而非晶体____________________；另外非晶体具有(物理性质)____________的特点，而晶体具有(物理性质)____________的特点。
②⑤⑥⑧⑨
①③④⑦⑩
规则的几何外形
没有规则的几何外形
各向同性
各向异性
(3)判断物质是晶体还是非晶体，比较正确的方法是____________(填序号)。
①从外形上来判断
②从各向异性或各向同性上来判断
③从导电性能来判断
④从有无固定熔点来判断
②④
解析　明矾是KAl(SO4)2·12H2O，它和CuSO4·5H2O、冰糖、单晶硅、铝块都是晶体；塑料、松香、玻璃、石蜡、橡胶都是非晶体。晶体的重要特征就是各向异性和有固定的熔点等。
14.在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿盖在小烧杯上，并在表面皿上加少量冷水。把小烧杯放在石棉网上加热，观察实验现象。
(1)在表面皿上加少量冷水的作用是____________。
(2)观察到的实验现象是_______________________________________________。
(3)在表面皿上碘是____________(填“晶体”或“非晶体”)。
(4)这种方法是_______，制取晶体的方法还有____________________、________________________。
冷却碘蒸气
烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体
晶体
凝华
熔融态物质的凝固
结晶(溶质从溶液中析出)
解析　获得晶体有3个途径：熔融态物质凝固；气态物质冷却不经液态直接凝固(物理上称为凝华)；溶质从溶液中析出。(1)在表面皿上加少量冷水的作用是冷却碘蒸气；(2)观察到的实验现象是烧杯中充满紫色的蒸气，在表面皿上有紫黑色的晶体；(3)在表面皿上碘是晶体；(4)这种方法是凝华，制取晶体的方法还有熔融态物质的凝固、结晶。

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