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(共25張PPT)
第三章
晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第一節(jié)　物質(zhì)的聚集狀態(tài)與晶體的常識
第1課時(shí)　物質(zhì)的聚集狀態(tài)　晶體與非晶體
內(nèi)容索引
學(xué)習(xí)目標(biāo)
活動方案
課堂反饋
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
1. 了解包含“固、液、氣”在內(nèi)的更多物質(zhì)的聚集狀態(tài)。
2. 認(rèn)識晶體和非晶體的區(qū)別，能設(shè)計(jì)簡單的方法區(qū)分晶體和非晶體。
3. 知道獲得晶體的一般途徑。
活 動 方 案
1. 物質(zhì)常見的三種存在形態(tài)為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。三態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化，同時(shí)存在能量的變化，在下圖中填寫有關(guān)物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)化的名稱和能量變化的類別。
活動一：了解包含“固、液、氣”在內(nèi)的更多物質(zhì)的聚集狀態(tài)
【答案】
2. 等離子體、離子液體均不是由分子構(gòu)成的物質(zhì)，查閱資料，了解等離子體、離子液體的組成。
【答案】 等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子(分子或原子)組成的整體上呈電中性的氣態(tài)物質(zhì)。離子液體是熔點(diǎn)不高的僅由離子組成的液體物質(zhì)。
3. 查閱資料，了解液晶的性質(zhì)特點(diǎn)。
【答案】 液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動性、黏度、形變性等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等。
1. 固體有晶體和非晶體之分，自然界中絕大多數(shù)固體是晶體。晶體具有自范性，即晶體能自發(fā)呈現(xiàn)多面體外形。下圖所示為晶體SiO2和非晶體SiO2的投影示意圖。
活動二：知道晶體與非晶體的一些性質(zhì)差別
晶體SiO2投影
非晶體SiO2投影
(1) 晶體SiO2和非晶體SiO2在微觀結(jié)構(gòu)上有什么差別？
【答案】 晶體SiO2的內(nèi)部粒子是周期性有序排列的，非晶體SiO2的內(nèi)部粒子是無序排列的。
(2) 晶體SiO2具有自范性的原因是什么？
【答案】 內(nèi)部粒子在三維空間里呈周期性有序排列。
(3) 晶體的許多物理性質(zhì)，如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等會表現(xiàn)為各向異性。在晶體SiO2投影圖中選取一個(gè)正六邊形，以該正六邊形的中心為起點(diǎn)，分別向正上方和正右方畫出一條線，觀察該線段經(jīng)過的原子的環(huán)境是否相同？如果換成非晶體SiO2投影圖中任選一點(diǎn)，向不同方向劃線，只要線足夠長，從概率角度看，該線段經(jīng)過的原子的環(huán)境是否相同？
【答案】 不相同(各向異性)。相同(各向同性)。
2. 區(qū)分晶體和非晶體最可靠的方法是對固體進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn)。利用晶體和非晶體性質(zhì)的不同，也可進(jìn)行區(qū)分。晶體有固定的熔點(diǎn)，某些物理性質(zhì)(如強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等)表現(xiàn)出各向異性；非晶體沒有固定熔點(diǎn)，不具有物理性質(zhì)各向異性。
(1) 右圖是玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此可知玻璃屬于晶體還是非晶體？請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你所得出的結(jié)論。
【答案】 非晶體。加熱至熔化，檢測是否具有固定的熔點(diǎn)，如果沒有則是非晶體(或者在玻璃片滴加一滴熔化的石蠟，待石蠟?zāi)毯螅靡桓t熱的鐵針刺中石蠟，如果石蠟沿各個(gè)方向熔化速度相同，則為非晶體)。
(2) 利用上述晶體與非晶體的性質(zhì)特點(diǎn)，我們很容易識別出用玻璃仿造的假寶石。你能列舉一些可能有效的鑒別假寶石的一般原理嗎？
【答案】 寶石是晶體，具有固定的熔點(diǎn)和各向異性，可用硬度、熔點(diǎn)、折光率等性質(zhì)來鑒別寶石。
1. 完成下列實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)1：用研缽將硫黃粉研細(xì)，放入蒸發(fā)皿中，用酒精燈加熱至熔融狀態(tài)后，自然冷卻。
實(shí)驗(yàn)2：在一個(gè)小燒杯中加入少量碘，用一個(gè)表面皿蓋在小燒杯上，并在表面皿上加入少量冷水。把小燒杯放在陶土網(wǎng)上小火加熱。
實(shí)驗(yàn)3：在250 mL 燒杯中加入半杯飽和NaCl溶液，用滴管滴入濃鹽酸。
實(shí)驗(yàn)4：向蒸發(fā)皿中加入少量硫酸銅溶液，將溶液蒸發(fā)至表面出現(xiàn)晶膜，自然冷卻。
活動三：學(xué)習(xí)制取晶體的一般方法
【答案】 實(shí)驗(yàn)1現(xiàn)象：有黃色的針狀硫黃晶體析出；
實(shí)驗(yàn)2現(xiàn)象：有針狀的紫黑色碘晶體附著在表面皿的底部；
實(shí)驗(yàn)3現(xiàn)象：溶液變渾濁，燒杯底部有白色細(xì)小晶體析出；
實(shí)驗(yàn)4現(xiàn)象：蒸發(fā)皿底部有細(xì)小藍(lán)色晶體顆粒析出。
2. 右圖是天然水晶球的剖面圖，外層是瑪瑙，內(nèi)層是水晶。瑪瑙是由熔融態(tài)SiO2急速冷卻形成的，水晶是由熔融態(tài)SiO2緩慢冷卻形成的。瑪瑙和水晶哪一種物質(zhì)屬于晶體？你是如何判斷的？
【答案】 水晶屬于晶體。水晶具有多面體的幾何外形，說明其內(nèi)部粒子是有序排列的。
3. 得到晶體的通常途徑有哪些？
【答案】 熔融態(tài)物質(zhì)凝固、氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接凝固(凝華)、溶質(zhì)從溶液中析出等。
課 堂 反 饋
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1. 下列說法正確的是( 　　)
A. 液晶是一種液態(tài)物質(zhì)
B. 氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)一定都是由分子構(gòu)成的
C. 物質(zhì)只有三種聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)
D. 等離子體是由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體呈電中性的物質(zhì)
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【解析】 液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動性、黏度、形變性等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、光學(xué)性質(zhì)等，A錯誤；氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)不一定由分子構(gòu)成，例如等離子體和離子液體，B錯誤；將物質(zhì)分為三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化過于簡單，還有晶態(tài)、非晶態(tài)、塑晶態(tài)、液晶態(tài)等，C錯誤；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物質(zhì)，D正確。
【答案】 D
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2. 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熱液緩慢變冷
C. FeCl3蒸氣冷凝 D. CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻
【解析】 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，A錯誤；熔融態(tài)SiO2熱液緩慢冷卻則形成水晶，B正確；FeCl3、AlCl3等固體均易升華，其蒸氣凝華則得到晶體，C正確；CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻得到膽礬晶體，D正確。
【答案】 A
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3. 下列有關(guān)晶體和非晶體的說法正確的是( 　　)
A. 具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體
B. 晶體具有自范性，非晶體沒有自范性
C. 晶體研碎后即變?yōu)榉蔷w
D. 非晶體有固定熔點(diǎn)
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【解析】 具有規(guī)則幾何外形的固體不一定是晶體，有些人工加工而成的非晶體也具有規(guī)則幾何外形，A錯誤；晶體的規(guī)則幾何外形是自發(fā)形成的，有些非晶體盡管有規(guī)則的幾何外形，但不是自發(fā)形成的，所以晶體具有自范性，非晶體沒有自范性，B正確；晶體研碎后還是晶體，C錯誤；晶體具有固定熔點(diǎn)，D錯誤。
【答案】 B
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4. 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；又如石墨與層垂直方向上的電導(dǎo)率和與層平行方向上的電導(dǎo)率之比為1∶10 000。晶體的各向異性主要表現(xiàn)為　( 　　)
①硬度　②導(dǎo)熱性　③導(dǎo)電性　④光學(xué)性質(zhì)
A. ①③ B. ②④
C. ①②③ D. ①②③④
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【解析】 晶體各向異性的主要表現(xiàn)在物理性質(zhì)特性不同，即硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光學(xué)性質(zhì)等。
【答案】 D
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5. 水晶球是熔融態(tài)的二氧化硅侵入地殼內(nèi)的空洞形成的，水晶球的外層是瑪瑙，內(nèi)層是呈現(xiàn)晶體外形的水晶。下列說法不正確的是( 　　)
A. 瑪瑙和水晶的主要成分都是二氧化硅
B. 瑪瑙和水晶形成的過程叫凝華
C. 瑪瑙是由熔融態(tài)二氧化硅快速冷卻形成的
D. 水晶是由二氧化硅熱液緩慢冷卻形成的
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【解析】 瑪瑙是由熔融態(tài)二氧化硅快速冷卻形成的，而水晶則是由熔融態(tài)二氧化硅緩慢冷卻形成的，所以兩者的主要成分都是二氧化硅，A、C、D均正確；此過程屬于熔融態(tài)物質(zhì)的凝固，凝華是指氣態(tài)物質(zhì)冷卻不經(jīng)液態(tài)直接轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過程，B錯誤。
【答案】 B
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6. 下列關(guān)于晶體的說法正確的是( 　　)
A. 將飽和硫酸銅溶液降溫，析出的固體不是晶體
B. 假寶石往往是玻璃仿造的，可以用劃痕的方法鑒別寶石和玻璃制品
C. 石蠟和玻璃都是非晶體，但它們都有固定的熔點(diǎn)
D. 藍(lán)寶石在不同方向上的硬度一定相同
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【解析】 將飽和CuSO4溶液降溫，可析出膽礬，膽礬屬于晶體，A錯誤；一般寶石的硬度較大，玻璃制品的硬度相對較小，可以根據(jù)有無刻痕來鑒別，B正確；非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，C錯誤；由于晶體的各向異性導(dǎo)致藍(lán)寶石在不同方向上的硬度有一些差異，D錯誤。
【答案】 B
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7. 下列有關(guān)晶體的特征及結(jié)構(gòu)的敘述不正確的是( 　　)
A. 晶體一般都有各向異性 B. 晶體有固定的熔點(diǎn)
C. 固態(tài)物質(zhì)不一定是晶體 D. 粉末狀的固體肯定不是晶體
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【解析】 晶體的組成粒子在三維空間里呈周期性有序排列，與其固體的顆粒大小無關(guān)，D錯誤。
【答案】 D
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