资源简介

2.4固体
1. 知道晶体和非晶体的特点及区分方法．
2. 知道单晶体和多晶体的区别．
3. 了解晶体的微观结构．
1. 观察以下两组图片，说出它们外形上的区别．
甲 乙
2. 雪花还有其他类似的如图所示的各种形状，为什么雪花会具有这些形状呢？
3. 归纳晶体和非晶体的外形特征．
(1)晶体：具有________的几何形状．几种常见晶体的规则外形：食盐的晶体呈________；明矾的晶体呈________；石英的晶体中间是一个________；两端呈________；雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为_________________
_______．
(2)非晶体：________的几何形状，常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．
4. 我们初中已学过，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．下面对比研究晶体和非晶体导热性能．取云母片(晶体)和玻璃片(非晶体)，分别在它们一面均匀涂上一薄层石蜡．用电烙铁在未涂蜡的一面加热，一段时间后，能看到石蜡慢慢地熔化，如图所示．注意观察石蜡在两种薄片上熔化时呈现的形状，石蜡熔化区域形状的不同说明了什么？
5. 探究晶体和非晶体对光的折射性质．
取方解石块和玻璃砖，分别在它们底面放一根红细线，转动它们，从正上方观察，你看到了什么现象？说明了什么？
说明：通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等．晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．云母在导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．
如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫作单晶体．例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫作多晶体．其中的小晶体叫作晶粒．多晶体没有规则的几何形状．
1. 完成下表(在空格中填“√”或“×”)：
分类 天然规则外形 物理性质
各向异性 各向同性 固定熔点
非晶体
晶体 单晶体
多晶体
2. 常见的金属是一种多晶体．关于常见的金属，下列说法正确的是(　　)
A. 具有规则的天然形状 B. 具有各向异性
C. 具有固定的熔点 D. 内部分子的排列无规则
3. 如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R，则这块样品是(　　)
A. 金属　　 B. 多晶体
C. 单晶体　　 D. 非晶体
阅读教材“晶体的微观结构”部分，回答下列问题：
1. 为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？
2. (1)以食盐晶体为例，说明晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释．
(2)如图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．说明晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的．
(3)试用对比的方法从微观角度对非晶体的特征进行解释．
3. 如图甲、乙所示，石墨和金刚石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？
甲 乙
4. 思考：天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶则是非晶体，这说明了什么？
1. 下列说法中正确的是(　　)
A. 玻璃是晶体 B. 食盐是非晶体
C. 金属是多晶体 D. 石英是非晶体
2. 甲、乙、丙三种固体薄片涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图a、b、c所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图d所示，下列说法正确的是(　　)
A. 甲、乙、丙都是晶体　　 B. 甲、乙为非晶体，丙是晶体
C. 甲、丙为非晶体，乙是晶体　　 D. 甲、丙为晶体，乙为非晶体
3. 石墨和金刚石，性质有很大差异，是由于(　　)
A. 石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的
B. 它们的化学成分不同
C. 它们都是各向同性的
D. 组成它们的物质微粒按不同的规则排列
4. 下列叙述中正确的是(　　)
A. 晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵结构排列
B. 单晶体具有规则的几何外形且各向同性
C. 非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D. 石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
5. 小华为了检验一块薄片是否为晶体，他以薄片中央O点为圆心，画出一个圆，A、B为圆上两点，将一个针状热源放在O点，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A. 若A、B两点的温度变化不同，薄片一定为晶体
B. 若A、B两点的温度变化不同，薄片一定为非晶体
C. 若A、B两点的温度变化相同，薄片一定为晶体
D. 若A、B两点的温度变化相同，薄片一定为非晶体
6. 江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉．天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示．关于天然水晶，下列说法正确的是(　　)
A. 具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点
B. 微观粒子的空间排列不规则
C. 在熔化过程中分子平均动能不变
D. 在光学性质上表现为各向同性
7. 关于自然界中的雪花，下列说法正确的是(　　)
A. 雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体
B. 雪花沿各个方向的物理性质都相同
C. 雪花熔化成水的过程中分子平均动能增大
D. 因为自然界中雪花的形状超过2万种，所以雪花是非晶体
8. 石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则(　　)
A. 石墨是非晶体
B. 石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
C. 单层石墨烯的厚度约3 μm
D. 碳原子在六边形顶点附近不停地振动
9. 食盐晶体由钠离子和氯离子组成，如果用圆球来表示离子，食盐晶体的结构可以用图甲表示．图乙是食盐中钠离子和氯离子空间分布的示意图，这个图把相邻离子的中心用线连接起来，组成了一个个大小相等的立方体．现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度ρ＝2.17×103 kg/m3外，还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知的数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式．
甲 乙
10. 内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐，岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状．把大颗粒的岩盐敲碎后，小颗粒的岩盐仍然呈立方体形状．下图表示了岩盐晶体的平面结构：空心点为氯离子，实心点为钠离子，如果把它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形．作分界线AA1，使它平行于正方体的对角线；作分界线BB1，使它平行于正方形的一边．在两线的左侧各取一个钠离子M和N，为了比较这两个钠离子所受分界线另一侧的离子对它作用力的大小，分别以M、N为圆心，作两个相同的扇形，不考虑扇形以外远处离子的作用．
(1)如果F表示两个相邻离子之间引力的大小，问：M、N所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是F的多少倍？为使问题简化，设所有离子都是质点，而且它们之间的相互作用遵从“平方反比”规律．
(2)根据计算结果解释：为什么敲碎的岩盐总是呈立方形状，而不会沿图中AA1分界线断开？
提示：实际晶体中的作用力要复杂得多，但这里的分析对理解自然现象还是有用的．
第4节　固体
【活动方案】
活动一：
1. 图甲中各物体的外形规则，图乙中物体的外形不规则．
2. 雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系．雪花“胚胎”的小冰晶，主要有两种形状：一种是六棱体状，长而细，叫柱晶；另一种则是六角形的薄片状，叫片晶．
3. (1)规则　立方体形　八面体形　六棱柱 六棱锥　六角形的规则图案　(2)没有规则
4. 熔化了的石蜡在玻璃片上呈圆形，而在云母片上呈椭圆形．云母晶体在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同．
5. 方解石有双折射现象，方解石沿不同方向光学性质不同；玻璃沿不同方向光学性质相同．
活动二：
1.
× × √ ×
√ √ × √
× × √ √
2. C　单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有规则的天然形状，故A错误；非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，故B错误；无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点，故C正确；无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子均按一定的规律排布，即具有一定的规律性，故D错误．
3. C　AB和CD方向的电阻相等，由电阻定律可知，AB和CD方向的电阻率就一定不相等，可见，被测样品的导电性能呈各向异性，该样品必是单晶体，所以C正确．
活动三：
1. 它们的微观结构不同．组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)依照一定的规律在空间中整齐地排列，晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离．微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动．
2. (1)食盐的晶体是由钠离子Na＋和氯离子Cl－组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐晶体具有正立方体的外形．
(2)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，才引起晶体在不同方向上物理性质的不同．
(3)在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性．
3. 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，原子间的作用力弱，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．
4. 有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．
【检测反馈】
1. C
2. D　由图a、b、c可知，甲、乙各向同性，丙各向异性；由图d可知，甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点．所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体．故D正确．
3. D　物质的性质由物质微粒的微观结构决定，故D正确．
4. A　5. A
6. C　水晶是单晶体，具有规则的几何外形，有固定的熔点，A错误；水晶的微观粒子的空间排列规则，B错误；水晶有固定的熔点，在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，C正确；水晶在光学性质上表现为各向异性，D错误.
7. A　雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体，故A正确；雪花是单晶体，沿各个方向的物理性质不同，故B错误；雪花熔化成水的过程中温度不变，分子平均动能不变，故C错误；雪花有固定的熔点，是晶体，故D错误．
8. D　石墨是晶体，故A错误；石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；单层石墨烯厚度约为原子尺寸10-10 m，故C错误；根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停地振动，故D正确．
9. 食盐晶体结构是正立方体，由食盐晶体的结构示意图可以看出正立方体趋于很多时，正立方体个数等于其离子数，相邻钠离子中心距离为晶格正方体对角线的长．还需要知道食盐的摩尔质量M.
1 mol食盐中分别有1 mol 的氯离子和1 mol的钠离子，设阿伏加德罗常数为NA，则离子总数为2NA，由密度的概念，食盐的摩尔体积V＝，每个立方体的体积V0＝，所以立方体的棱长l＝，相邻两个钠离子中心距离d＝l＝＝.
10. (1)设每个正方形的边长为a，相距r的两个离子作用为 ，则相邻离子之间引力F＝；
M受力FM＝2××cos 45°－＝0.91；
N受力FN＝－2××cos 45°＝0.29.
(2)由于FM>FN，所以在岩盐受到敲击时，在平行于正方形的方向上容易断裂．2.4固体
1 (2025南通模拟)黑磷是重要的芯片原料，其原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍．则黑磷(　　)
A. 属于多晶体
B. 没有固定的熔点
C. 导电性能呈各向异性
D. 没有天然的规则几何外形
2 (2023宿迁期末改编)如图所示，碳纳米管是管状的纳米级石墨．关于碳纳米管，下列说法正确的是(　　)
A. 碳纳米管是非晶体
B. 碳纳米管具有固定的熔点
C. 碳纳米管的所有物理性质都是各向异性
D. 碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的
3 (2025南通如皋阶段测试)石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构．图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1 mm的石墨大概包含大约三百万层石墨烯．石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料．则(　　)
甲 乙
A. 石墨中的碳原子静止不动
B. 碳原子的直径大约为3×10-9 m
C. 石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同
D. 石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变
4 (2025南通海门抽测)嫦娥六号探测器顺利完成月球采样任务并返回地球．探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时不同表面会产生不同的压电效应(即由压力产生电荷的现象).如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A. 石英是非晶体
B. 石英没有确定的熔点
C. 石英内部分子按照一定的规律排列，具有空间上的周期性
D. 其导热性在不同表面也一定不同
5 (2025南通如东阶段测试)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，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. 固体甲和固体乙的化学成分一定不相同
6 (2025淮安期中)常见的金属是一种多晶体．关于常见的金属，下列说法正确的是(　　)
A. 具有规则的天然形状 B. 具有各向异性
C. 具有固定的熔点 D. 内部分子的排列无规则
7 (2025南通海门阶段测试)中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料．如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母(　　)
A. 没有规则的外形 B. 有固定的熔点
C. 各原子都保持静止不动 D. 是多晶体
8 如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料．下列说法正确的是(　　)
石墨 石墨烯
A. 单层石墨烯的厚度约在纳米数量级
B. 石墨烯可以通过物理方法获得
C. 石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形的顶点不动
D. 石墨烯熔解过程中吸热，碳原子的平均动能增加
9 如图所示是某物质凝固的温度—时间图像．下列分析中正确的是(　　)
A. 该物质是非晶体，其熔点为80 ℃
B. 在16 min时，物质处于凝固过程
C. 在12 min时，物质已完全是固态
D. 物质只在8～18 min时，向外放热
第4节　固体
1. C　黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，属于单晶体，故 A错误；黑磷属于单晶体，有固定的熔点，故B错误；电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍，则导电性能呈各向异性，故C正确；黑磷属于单晶体，有天然的规则几何外形，故D错误．
2. B　碳纳米管是管状的纳米级石墨，是晶体，有固定的熔点，故A错误，B正确；碳纳米管不是所有物理性质都是各向异性，故C错误；碳纳米管上所有的碳原子并不是静止不动的，它们在不停地振动，故D错误．
3. D　石墨中的碳原子并不是静止不动，而是在其平衡位置振动，故A错误；由于厚1 mm的石墨大概包含大约三百万层石墨烯，则碳原子的直径大约为d＝ m≈3×10-10 m，故B错误；石墨烯是一种单晶体，具有各向异性，但不能够认为其所有物理性质均具有各向异性，即不能够认为石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同，故C错误；石墨烯是单晶体物质，在熔解过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，故D正确．
4. C　晶体有确定的熔点，石英是单晶体，有确定的熔点，故A、B错误；组成晶体的微粒，按照一定的规律排列，具有空间上的周期性，故C正确；由题意知，石英晶体具有各向异性的压电效应，但导热性不一定具有各向异性，故D错误．
5. A　晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，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，则没有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B错误；在热传导方面固体甲若是多晶体，表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D错误．
6. C　单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶态没有规则的天然形状，故A错误；非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，故B错误；无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点，故C正确；无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子均按一定的规律排布，即具有一定的规律性，故D错误．
7. B　由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点，故A错误，B正确；组成物质的分子、原子或离子并不是静止不动的，它们在不停地振动，图中所画的点是它们振动的平衡位置，故C错误；由于该云母片在融化石蜡过程中表现的导热性能的各向异性，可以判断该合成云母为单晶体，故D错误．
8. B　据查到的资料可知，1 mm厚的石墨大约包含三百万层石墨烯，所以计算可得单层石墨烯的厚度约在纳米数量级以下，故A错误；由题意可知，可以通过剥离石墨而获得石墨烯，所以石墨烯可以通过物理方法获得，故B正确；石墨和石墨烯中的碳原子是运动的，故C错误；石墨烯是晶体，熔解过程中吸热，温度不变，碳原子的平均动能不变，故D错误．
9. B　根据温度—时间图像可以看出，温度随时间的增加有降低的趋势，降低过程中有一段温度不变，可知该物质是晶体，故A错误；在16 min时，物质温度不变，故物质处于凝固过程，故B正确；在12 min时，物质处于凝固过程，此时物质状态为固态和液态共存，故C错误；晶体在整个凝固过程中都向外放热，不只是在8～18 min时向外放热，故D错误．(共39张PPT)
第二章
第4节　固体
气体、固体和液体
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1．知道晶体和非晶体的特点及区分方法．
2．知道单晶体和多晶体的区别．
3．了解晶体的微观结构．
活 动 方 案
活动一：知道晶体和非晶体的特点及区分方法
1．观察以下两组图片，说出它们外形上的区别．
甲
乙
【答案】图甲中各物体的外形规则，图乙中物体的外形不规则．
2．雪花还有其他类似的如图所示的各种形状，为什么雪花会具有这些形状呢？
【答案】雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系．雪花“胚胎”的小冰晶，主要有两种形状：一种是六棱体状，长而细，叫柱晶；另一种则是六角形的薄片状，叫片晶．
3．归纳晶体和非晶体的外形特征．
(1)晶体：具有________的几何形状．几种常见晶体的规则外形：食盐的晶体呈____________；明矾的晶体呈____________；石英的晶体中间是一个__________；两端呈__________；雪花是水蒸气在空气中凝华时形成的晶体，一般为____________________．
(2)非晶体：____________的几何形状，常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．
规则
立方体形
八面体形
六棱柱
六棱锥
六角形的规则图案
没有规则
4．我们初中已学过，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点．下面对比研究晶体和非晶体导热性能．取云母片(晶体)和玻璃片(非晶体)，分别在它们一面均匀涂上一薄层石蜡．用电烙铁在未涂蜡的一面加热，一段时间后，能看到石蜡慢慢地熔化，如图所示．注意观察石蜡在两种薄片上熔化时呈现的形状，石蜡熔化区域形状的不同说明了什么？
【答案】熔化了的石蜡在玻璃片上呈圆形，而在云母片上呈椭圆形．云母晶体在各个方向上的导热性能不同，而非晶体玻璃在各个方向上的导热性能相同．
5．探究晶体和非晶体对光的折射性质．
取方解石块和玻璃砖，分别在它们底面放一根红细线，转动它们，从正上方观察，你看到了什么现象？说明了什么？
【答案】方解石有双折射现象，方解石沿不同方向光学性质不同；玻璃沿不同方向光学性质相同．
说明：通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等．晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性．云母在导热性上表现出显著的各向异性，而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铝矿，有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性，如方解石．
活动二：区别单晶体和多晶体
如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫作单晶体．例如：雪花、食盐小颗粒、单晶硅、单晶锗等．如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫作多晶体．其中的小晶体叫作晶粒．多晶体没有规则的几何形状．
1．完成下表(在空格中填“√”或“×”)：
分类 天然规则外形 物理性质
各向异性 各向同性 固定熔点
非晶体
晶体 单晶体
多晶体
×
×
×
×
×
×
√
√
√
√
√
√
2．常见的金属是一种多晶体．关于常见的金属，下列说法正确的是 (　　)
A．具有规则的天然形状 B．具有各向异性
C．具有固定的熔点 D．内部分子的排列无规则
C
【解析】 单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有规则的天然形状，故A错误；非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，故B错误；无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点，故C正确；无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子均按一定的规律排布，即具有一定的规律性，故D错误．
3．如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R，则这块样品是 (　　)
A．金属　　　 B．多晶体　
C．单晶体　　　 D．非晶体
C
【解析】AB和CD方向的电阻相等，由电阻定律可知，AB和CD方向的电阻率就一定不相等，可见，被测样品的导电性能呈各向异性，该样品必是单晶体，所以C正确．
活动三：了解晶体的微观结构
阅读教材“晶体的微观结构”部分，回答下列问题：
1．为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？
【答案】它们的微观结构不同．组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子)依照一定的规律在空间中整齐地排列，晶体中物质微粒的相互作用很强，微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离．微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动．
2．(1)以食盐晶体为例，说明晶体外形的规则性可以用物质微粒的规则排列来解释．
【答案】食盐的晶体是由钠离子Na＋和氯离子Cl－组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐晶体具有正立方体的外形．
(2)如图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况．说明晶体的各向异性也是由晶体的内部结构决定的．
【答案】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，才引起晶体在不同方向上物理性质的不同．
(3)试用对比的方法从微观角度对非晶体的特征进行解释．
【答案】在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性．
3．如图甲、乙所示，石墨和金刚石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？
甲
乙
【答案】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，原子间的作用力弱，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．
4．思考：天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶则是非晶体，这说明了什么？
【答案】有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．许多非晶体在一定的条件下可以转化为晶体．
检 测 反 馈
1．下列说法中正确的是 (　　)
A．玻璃是晶体 B．食盐是非晶体
C．金属是多晶体 D．石英是非晶体
1
C
2．甲、乙、丙三种固体薄片涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图a、b、c所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图d所示，下列说法正确的是 (　　)
2
D
A．甲、乙、丙都是晶体 B．甲、乙为非晶体，丙是晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体 D．甲、丙为晶体，乙为非晶体
2
【解析】 由图a、b、c可知，甲、乙各向同性，丙各向异性；由图d可知，甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点．所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体．故D正确．
3．石墨和金刚石，性质有很大差异，是由于 (　　)
A．石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的
B．它们的化学成分不同
C．它们都是各向同性的
D．组成它们的物质微粒按不同的规则排列
3
D
【解析】 物质的性质由物质微粒的微观结构决定，故D正确．
4．下列叙述中正确的是 (　　)
A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵结构排列
B．单晶体具有规则的几何外形且各向同性
C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
4
A
5．小华为了检验一块薄片是否为晶体，他以薄片中央O点为圆心，画出一个圆，A、B为圆上两点，将一个针状热源放在O点，如图所示，下列说法正确的是 (　　)
5
A．若A、B两点的温度变化不同，薄片一定为晶体
B．若A、B两点的温度变化不同，薄片一定为非晶体
C．若A、B两点的温度变化相同，薄片一定为晶体
D．若A、B两点的温度变化相同，薄片一定为非晶体
A
6．江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉．天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示．关于天然水晶，下列说法正确的是 (　　)
A．具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点
B．微观粒子的空间排列不规则
C．在熔化过程中分子平均动能不变
D．在光学性质上表现为各向同性
6
C
6
【解析】 水晶是单晶体，具有规则的几何外形，有固定的熔点，A错误；水晶的微观粒子的空间排列规则，B错误；水晶有固定的熔点，在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，C正确；水晶在光学性质上表现为各向异性，D错误．
7．关于自然界中的雪花，下列说法正确的是 (　　)
A．雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体
B．雪花沿各个方向的物理性质都相同
C．雪花熔化成水的过程中分子平均动能增大
D．因为自然界中雪花的形状超过2万种，所以雪花是非晶体
7
A
【解析】 雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体，故A正确；雪花是单晶体，沿各个方向的物理性质不同，故B错误；雪花熔化成水的过程中温度不变，分子平均动能不变，故C错误；雪花有固定的熔点，是晶体，故D错误．
8．石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则 (　　)
A．石墨是非晶体
B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
C．单层石墨烯的厚度约3 μm
D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动
8
D
【解析】 石墨是晶体，故A错误；石墨烯是石墨中提取出来的新材料，故B错误；单层石墨烯厚度约为原子尺寸10－10 m，故C错误；根据分子动理论可知，固体分子在平衡点不停地振动，故D正确．
9．食盐晶体由钠离子和氯离子组成，如果用圆球来表示离子，食盐晶体的结构可以用图甲表示．图乙是食盐中钠离子和氯离子空间分布的示意图，这个图把相邻离子的中心用线连接起
9
来，组成了一个个大小相等的立方体．现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度ρ＝2.17×103 kg/m3外，还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知的数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式．
甲
乙
【答案】食盐晶体结构是正立方体，由食盐晶体的结构示意图可以看出正立方体趋于很多时，正立方体个数等于其离子数，相邻钠离子中心距离为晶格正方体对角线的长．还需要知道食盐的摩尔质量M．
9
10．内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐，岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状．把大颗粒的岩盐敲碎后，小颗粒的岩盐仍然呈立方体形状．下图表示了岩盐晶体的平面结构：空心点为氯离子，实心点为钠离子，如果把它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形．作分界线AA1，使它平行于正方体的对角线；作分界线
10
BB1，使它平行于正方形的一边．在两线的左侧各取一个钠离子M和N，为了比较这两个钠离子所受分界线另一侧的离子对它作用力的大小，分别以M、N为圆心，作两个相同的扇形，不考虑扇形以外远处离子的作用．
(1)如果F表示两个相邻离子之间引力的大小，问：M、N所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是F的多少倍？为使问题简化，设所有离子都是质点，而且它们之间的相互作用遵从“平方反比”规律．
(2)根据计算结果解释：为什么敲碎的岩盐总是呈立方形状，而不会沿图中AA1分界线断开？
提示：实际晶体中的作用力要复杂得多，但这里的分析对理解自然现象还是有用的．
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