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第五節(jié)　晶體
第六節(jié)　新材料
［分值：60分］
1~9題每題4分，共36分
考點一　晶體和非晶體
1.如圖所示為一透明的正方體物塊。下列說法正確的是 (　　)
A.由于該物塊有規(guī)則形狀，所以它一定為晶體
B.由于該物塊透明，所以它一定為晶體
C.若該物塊為絕緣體，則它一定為非晶體
D.若將該物塊加熱到某一溫度才開始熔化，且熔化的過程中溫度保持不變，則它一定為晶體
2.關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是 (　　)
A.可以根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體
B.一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永Γl(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片一定是非晶體
C.一個固體球，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
D.一塊固體，若其各個方向的導(dǎo)熱性相同，則這塊固體一定是多晶體
3.如圖所示，甲、乙、丙三種固體物質(zhì)，質(zhì)量相等，從其溫度隨時間變化的圖像可以判斷 (　　)
A.甲是晶體，乙、丙是非晶體
B.乙是晶體，甲、丙是非晶體
C.乙是非晶體，甲的熔點比丙的低
D.乙是非晶體，甲的熔點比丙的高
考點二　晶體的微觀結(jié)構(gòu)
4.2023年10月3日，我國發(fā)現(xiàn)的“鈮包頭礦”獲得國際礦物協(xié)會新礦物命名?！扳壈^礦”是一種富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸鹽礦物，微觀結(jié)構(gòu)如圖，則“鈮包頭礦”顆粒 (　　)
A.是非晶體 B.有固定的熔點
C.沒有規(guī)則的外形 D.各向同性
5.(多選)下列說法正確的是 (　　)
A.固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對的，是不可以相互轉(zhuǎn)化的
B.由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體
C.天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于組成該物質(zhì)的微粒在空間有規(guī)則地排列著
D.同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體微粒的排列規(guī)律相同
6.晶體內(nèi)部的分子有序排列為如圖所示的空間點陣(圖中的小黑點表示晶體分子)，圖中AB、AC、AD為等長的三條線段。下列說法正確的是 (　　)
A.A處的晶體分子可以沿三條線方向發(fā)生定向移動
B.三條線段上晶體分子的數(shù)目相同，表明晶體的物理性質(zhì)是各向同性的
C.三條線段上晶體分子的數(shù)目不同，表明晶體的物理性質(zhì)是各向異性的
D.以上說法均不正確
考點三　液晶
7.液晶在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色，廣泛應(yīng)用于手機屏幕、平板電視等顯示設(shè)備中。下列四幅圖哪個是液晶態(tài)分子排列圖 (　　)
8.液晶在現(xiàn)代生活中扮演著重要的角色，下列對于液晶的認識正確的是 (　　)
A.液晶態(tài)就是固態(tài)和液態(tài)的混合
B.液晶具有光學(xué)各向同性的性質(zhì)
C.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性
D.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨光照強度的變化而變化
9.關(guān)于液晶，以下說法正確的是 (　　)
A.液晶態(tài)只是物質(zhì)在一定溫度范圍內(nèi)才具有的存在狀態(tài)
B.因為液晶在一定條件下發(fā)光，所以可以用來做顯示屏
C.人體組織中不存在液晶結(jié)構(gòu)
D.筆記本電腦的彩色顯示器，是因為在液晶中摻入了少量多色性染料，液晶中電場強度不同時，它對不同色光的吸收強度不一樣，所以顯示出各種顏色
10~13題每題6分，共24分
10.2020年，“嫦娥五號”探測器順利完成月球采樣任務(wù)并返回地球。探測器上裝有用石英制成的傳感器，其受壓時表面會產(chǎn)生大小相等、符號相反的電荷，即“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。關(guān)于石英晶體，下列說法正確的是 (　　)
A.沒有確定的熔點
B.具有各向同性的壓電效應(yīng)
C.沒有確定的幾何形狀
D.是單晶體
11.(2023·深圳市高二期中)下列說法正確的是 (　　)
A.單晶體有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點
B.一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的
C.單晶體中原子(或分子、離子)的排列具有空間周期性
D.通常金屬在各個方向的物理性質(zhì)都相同，所以金屬是非晶體
12.(2023·東莞市高二期中)如圖表示某晶體的物態(tài)變化過程，其中甲、乙、丙分別表示三種物態(tài)。下列分析正確的是 (　　)
A.甲為氣態(tài)
B.甲→乙的過程需要放熱
C.乙→丙的過程與露珠形成過程相同
D.BC段對應(yīng)的溫度為該晶體的熔點
13.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微米數(shù)量級
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不動
D.石墨烯熔化過程中吸熱，溫度增加
答案精析
1.D?。蹎尉w具有天然的、有規(guī)則的幾何形狀，但這個正方體物塊不一定是天然形成的，所以不一定是晶體，故A錯誤；晶體并非都是透明的，透明的物體并非都是晶體，例如玻璃是透明的，但并不是晶體，故B錯誤；絕緣體不一定是非晶體，例如金剛石是晶體，也是絕緣體，故C錯誤；晶體具有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，故D正確。］
2.C?。畚锢硇再|(zhì)表現(xiàn)為各向同性的可以是多晶體，也可以是非晶體，故不能根據(jù)各向同性來鑒別晶體和非晶體，故A錯誤；沿各個方向?qū)σ粔K均勻薄片施加拉力，發(fā)現(xiàn)其強度一樣，表現(xiàn)出各向同性，可能是非晶體，也可能是多晶體，故B錯誤；一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性能不同，即具有各向異性，則該球一定是單晶體，故C正確；一塊固體，若其各個方向的導(dǎo)熱性能相同，表現(xiàn)出各向同性，可能是多晶體，故D錯誤。］
3.D?。劬w有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，由題圖可知，甲、丙兩物質(zhì)在熔化過程中都有溫度不變的過程，所以甲、丙是晶體，同理可知，乙是非晶體。進一步分析可知，甲的熔點比丙的熔點高，故D正確，A、B、C錯誤。］
4.B?。塾深}圖可知，該顆粒屬于晶體，其有規(guī)則的外形，且有固定的熔點，物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性。故選B。］
5.BC　［固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是相對的，在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化，A錯誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于組成該物質(zhì)的微粒在空間的排列是規(guī)則的，具有空間上的周期性，C正確；相同物質(zhì)在不同的條件下能夠生成不同的晶體，組成它們的微粒能夠按照不同的排列規(guī)律在空間分布，如金剛石與石墨，B正確，D錯誤。］
6.C?。劬w中的分子只在平衡位置附近振動，不會沿三條線方向發(fā)生定向移動，故A錯誤；三條線段上晶體分子的數(shù)目不同，表明晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，故B、D錯誤，C正確。］
7.B?。垡壕г谀硞€方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的，選項A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列規(guī)律，故A、D錯誤；選項B中分子排列比較整齊，但從另外一個角度看也具有無序性，符合液晶分子的排列規(guī)律，故B正確；選項C中，分子排列是完全無序的，不符合液晶分子的排列規(guī)律，故C錯誤。］
8.D?。垡壕B(tài)是介于液態(tài)與固態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，不是固態(tài)和液態(tài)的混合，A錯誤；液晶既具有液體的流動性，又具有與某些晶體相似的性質(zhì)，如具有光學(xué)各向異性等，B錯誤；外界條件的微小變化會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)，溫度、光照、外加電壓等因素變化時，都會改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，故C錯誤，D正確。］
9.D?。垡壕B(tài)可在一定溫度范圍或某一濃度范圍存在，故A錯誤；人體中有的蛋白質(zhì)與磷脂在一定條件下為流動的液晶態(tài)或凝膠態(tài)，故C錯誤；當(dāng)液晶通電時導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過，不通電時排列混亂，阻止光線通過，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，它對不同色光的吸收強度不一樣，所以顯示各種顏色，可以用來做顯示屏，故D正確，B錯誤。］
10.D　［晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，石英是單晶體，有確定的熔點，有確定的幾何形狀，A、C錯誤，D正確；沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著，其他方向較弱，故具有各向異性的壓電效應(yīng)，B錯誤。］
11.C?。蹎尉w和多晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，A錯誤；單晶體具有各向異性，而多晶體表現(xiàn)為各向同性，B錯誤；單晶體中原子(或分子、離子)的排列具有空間周期性，C正確；通常金屬在各個方向的物理性質(zhì)都相同，但具有固定的熔點，屬于晶體，D錯誤。］
12.D?。塾深}圖知，甲中分子相距最近，分子排列規(guī)則，分子間的作用力最大，既不易被壓縮，也不容易被拉伸，所以是固態(tài)分子的排列方式；乙中分子相距較近，分子排列雜亂，分子間的作用力較弱，是液態(tài)分子的排列方式；丙中分子相距最遠，分子無固定排列，分子間的作用力最弱，是氣態(tài)分子的排列方式。由以上分析知，甲為固態(tài)，故A錯誤；甲→乙是固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的熔化過程，需要吸收熱量，故B錯誤；乙→丙是液態(tài)變成氣態(tài)的汽化過程，露珠是水蒸氣遇冷形成小水滴的液化過程，故C錯誤；BC段表示晶體吸熱或放熱的溫度保持不變，狀態(tài)發(fā)生改變的晶體熔化(或凝固)過程，此時的溫度叫晶體的熔點(或凝固點)，故D正確。］
13.B　［單層石墨烯的厚度約在納米數(shù)量級以下，故A錯誤；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；石墨中的碳原子是運動的，故C錯誤；石墨烯是晶體，熔化過程中吸熱，溫度不變，故D錯誤。］第五節(jié)　晶體
第六節(jié)　新材料
［學(xué)習(xí)目標(biāo)］　1.知道晶體和非晶體的特點及其區(qū)分方法，明確單晶體和多晶體的區(qū)別(重點)。2.了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)，知道晶體形狀和物理性質(zhì)不同的原因(難點)。3.了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。4.了解常見的新型材料及其應(yīng)用。
一、晶體與非晶體
1.觀察以下兩組圖片，說出它們外形上的區(qū)別？再用顯微鏡觀察食鹽和松香粉末的外形，兩者有什么樣的差別嗎？
2.在玻璃片和云母片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸玻璃片及云母片未涂蠟的一面，石蠟熔化，如圖所示，那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么？
1.固體的分類及性質(zhì)
固體 天然外形 物理性質(zhì)(導(dǎo)熱性能、機械強度、導(dǎo)電性能) 有無確定熔點
晶體 　　　　規(guī)則的幾何外形，如金剛石、云母、明礬、雪花、食鹽、味精等 各向同性或各向異性 　　確定 熔點
非晶體 不具有規(guī)則的幾何外形，如玻璃、松香、瀝青、橡膠等 各向 　　　 　　確定 的熔化 溫度
2.晶體的分類及性質(zhì)
晶體 構(gòu)成 物理性質(zhì) 有無確定熔點
單晶體 大塊晶體 各向　　 有確定熔點
多晶體 由　　 　　構(gòu)成 各向　　 有確定熔點
1.沒有規(guī)則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？
2.某人為了檢驗一塊薄片物質(zhì)是否為晶體，做了一個實驗。他以薄片的正中央O為坐標(biāo)原點，建立xOy平面直角坐標(biāo)系，在兩個坐標(biāo)軸上分別取兩點x1和y1，使x1和y1到O點的距離相等。在x1和y1上分別固定一個測溫元件，再把一個針狀熱源放在O點，發(fā)現(xiàn)x1點和y1點的溫度在緩慢升高，但兩點溫度的高低沒有差異。于是得出結(jié)論：這塊薄片是非晶體。以上結(jié)論科學(xué)嗎？為什么？
(1)所有晶體都具有天然、規(guī)則的幾何外形。 (　　)
(2)沒有確定的熔化溫度的固體一定是非晶體。 (　　)
(3)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的一定是非晶體。 (　　)
(4)單晶體的各向異性是指在每一種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)為各向異性。 (　　)
(5)某一大塊多晶體粉碎成形狀相同的顆粒，每個顆粒為一個單晶體。 (　×　)
例1　(2024·廣州市培正中學(xué)高二月考)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸其背面一點，蠟熔化的范圍如圖(a)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系圖像如圖(b)所示，則 (　　)
A.甲、乙是非晶體，丙是晶體
B.甲、丙是晶體，乙是非晶體
C.甲、丙是非晶體，乙是晶體
D.甲是非晶體，乙是多晶體，丙是單晶體
二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)
單晶體具有規(guī)則的幾何外形，物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向異性，而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，并且物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向同性。產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢？
1.在晶體中，晶體微粒都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的　　　　。
2.在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒在空間按　　　　　　　　排列，會生成不同的晶體。例如碳原子按不同的空間分布排列可形成　　　　和　　　　。
1.如圖所示是一個平面上晶體微粒排列的情況。請觀察沿不同方向單位長度上微粒的數(shù)目是否相同，并思考引起晶體各向異性的原因。
晶體各向異
性的微觀解釋
2.如圖為金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)圖示，金剛石和石墨都是由碳原子組成的，為什么金剛石很堅硬，而石墨卻很軟呢？
例2　白磷在高溫、高壓環(huán)境下可以轉(zhuǎn)化為一種新型二維半導(dǎo)體材料——黑磷，圖為黑磷微觀結(jié)構(gòu)，其原子以一定的規(guī)則有序排列。下列說法正確的是 (　　)
A.黑磷是晶體材料
B.黑磷熔化過程中溫度升高
C.黑磷中每個分子都是固定不動的
D.同質(zhì)量的白磷和黑磷分子數(shù)目不同
例3　關(guān)于下列四幅圖中所涉及晶體微觀結(jié)構(gòu)及其解釋的論述中，不正確的是 (　　)
A.甲圖中，晶體中沿不同方向上微粒排列的情況不同，故晶體在不同方向上會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)
B.乙圖為石墨中碳原子形成的層狀結(jié)構(gòu)，與金剛石的結(jié)構(gòu)不同，但物理性質(zhì)相同
C.丙圖為食鹽晶體的點陣結(jié)構(gòu)，晶體的許多特性都與點陣結(jié)構(gòu)有關(guān)
D.丁圖為金剛石中碳原子形成的一種緊密結(jié)構(gòu)，相互之間作用力很強，所以金剛石十分堅硬，可制造玻璃刀和鉆頭
三、液晶
1.概念：由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的　　　　　　具有與晶體相似的性質(zhì)，稱為液態(tài)晶體，簡稱液晶。
2.性質(zhì)：在力學(xué)性質(zhì)上與　　　　相同，具有流動性、連續(xù)性，可以形成液滴；在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面又具有明顯的　　　　　　　　。
3.微觀結(jié)構(gòu)：液晶的分子有些是長棒狀的，有些是碟狀或板狀的，長棒狀液晶在自然狀態(tài)下分子有彼此　　　　　　　　的傾向。
4.應(yīng)用
(1)液晶顯示屏：用于手機、電腦顯示器、液晶電視等。
(2)利用溫度改變時液晶顏色會發(fā)生改變的性質(zhì)來探測溫度。
(3)液晶在電子工業(yè)、航空、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
例4　下列關(guān)于液晶的說法正確的是 (　　)
A.有些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化
B.液晶是液體和晶體的混合物
C.液晶分子保持固定的位置和取向，同時具有位置有序和取向有序
D.液晶具有流動性，光學(xué)性質(zhì)各向同性
四、新材料
1.半導(dǎo)體材料：導(dǎo)電能力介于　　　　與　　　　之間。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可通過　　　　來控制。
2.納米材料：是指在三維空間中至少有一維處于　　　　尺度范圍(1~100 nm)或由它們作為重要單元構(gòu)成的材料。
3.超材料：具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，是將人造單元結(jié)構(gòu)以特定方式排列形成的，具有特殊電、磁特征的人造結(jié)構(gòu)材料。典型的超材料包括左手材料、光子晶體、超磁材料等。
例5　(多選)下列關(guān)于新材料的說法正確的是 (　　)
A.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間
B.納米材料是指三維空間的各個維度均處于納米尺度范圍的材料
C.超材料是指具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料
D.石墨烯是石墨的一種材料，并不是新材料
答案精析
一、
1.圖甲中各物體的外形規(guī)則，圖乙中物體的外形不規(guī)則。食鹽顆?？偸浅尸F(xiàn)立方體形，松香顆粒沒有規(guī)則的幾何形狀。
2.玻璃片上石蠟的熔化區(qū)域呈圓形，說明玻璃片沿各個方向的導(dǎo)熱性能相同。云母片上石蠟的熔化區(qū)域呈橢圓形，說明云母片沿各個方向的導(dǎo)熱性能不相同。
梳理與總結(jié)
1.具有　有　同性　無2.異性　許多晶?！⊥?br/>討論與交流
1.不是。由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體也沒有規(guī)則的幾何外形。
2.不科學(xué)。實驗說明該均勻薄片在x、y兩個方向上導(dǎo)熱性能相同，但不能因此就確定這塊薄片是非晶體，因為單晶體有可能在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)為各向同性，而在其他性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性；由于多晶體具有各向同性，該薄片也有可能是多晶體。
易錯辨析
(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
例1　B　［由題圖(b)知，甲、丙有確定的熔點，乙沒有確定的熔化溫度，所以甲、丙是晶體，乙是非晶體，由題圖(a)知，甲、乙的導(dǎo)熱性能呈各向同性，丙的導(dǎo)熱性能呈各向異性，所以丙是單晶體，B正確。］
二、
它們的微觀結(jié)構(gòu)不同。
梳理與總結(jié)
1.周期性
2.不同的規(guī)則　石墨　金剛石
討論與交流
1.由晶體微粒的排列情況可知，沿不同方向單位長度上微粒的數(shù)目均不相同，正是這種不同，使晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性。
2.金剛石中碳原子間的作用力很強，而石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，原子間的作用力比較弱，所以金剛石很堅硬，石墨卻很松軟。
例2　A?。鄹鶕?jù)題圖可知，黑磷的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)空間上規(guī)則排列，具有空間上的周期性，屬于晶體材料，所以黑磷具有固定的熔點，熔化過程中溫度不變，故A正確，B錯誤；組成物質(zhì)的分子總是在做無規(guī)則熱運動，故C錯誤；組成白磷和黑磷的分子是同一種分子，所以同質(zhì)量的白磷和黑磷分子數(shù)目相同，故D錯誤。］
例3　B?。劬w中沿不同的方向上微粒排列的情況不同，故晶體在不同的方向上會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，A正確；金剛石和石墨都是由碳原子直接構(gòu)成的，因為碳原子的排列方式不同，故其物理性質(zhì)差異很大，石墨質(zhì)地松軟，可以用來制作鉛筆芯，金剛石很硬，可以用于制造玻璃刀和鉆頭，B錯誤，D正確；晶體的許多特性都與點陣結(jié)構(gòu)有關(guān)，C正確。］
三、
1.中間態(tài)液體
2.液體　各向異性
3.平行排列　
例4　A　［液晶具有光學(xué)各向異性的特點，有些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，故A正確，D錯誤；液晶不是混合物，故B錯誤；液晶像液體一樣具有流動性，分子的位置不是固定的，故C錯誤。］
四、
1.導(dǎo)體　絕緣體　摻雜
2.納米
例5　AC　［半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，故A正確；納米材料是指在三維空間中至少有一個維處于納米尺度范圍的材料，故B錯誤；超材料是指具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，故C正確；石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，故D錯誤。］(共59張PPT)
DIERZHANG
第二章
第五節(jié)　晶體
第六節(jié)　新材料
1.知道晶體和非晶體的特點及其區(qū)分方法，明確單晶體和多晶體的區(qū)別(重點)。
2.了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)，知道晶體形狀和物理性質(zhì)不同的原因(難點)。
3.了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。
4.了解常見的新型材料及其應(yīng)用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、晶體與非晶體
二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)
課時對點練
三、液晶
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四、新材料
晶體與非晶體
一
1.觀察以下兩組圖片，說出它們外形上的區(qū)別？再用顯微鏡觀察食鹽和松香粉末的外形，兩者有什么樣的差別嗎？
答案　圖甲中各物體的外形規(guī)則，圖乙中物體的外形不規(guī)則。食鹽顆粒總是呈現(xiàn)立方體形，松香顆粒沒有規(guī)則的幾何形狀。
2.在玻璃片和云母片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸玻璃片及云母片未涂蠟的一面，石蠟熔化，如圖所示，那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么？
答案　玻璃片上石蠟的熔化區(qū)域呈圓形，說明玻璃片沿各個方向的導(dǎo)熱性能相同。云母片上石蠟的熔化區(qū)域呈橢圓形，說明云母片沿各個方向的導(dǎo)熱性能不相同。
1.固體的分類及性質(zhì)
梳理與總結(jié)
固體 天然外形 物理性質(zhì)(導(dǎo)熱性能、 機械強度、導(dǎo)電性能) 有無確定熔點
晶體 _____規(guī)則的幾何外形，如金剛石、云母、明礬、雪花、食鹽、味精等 各向同性或各向異性 ____確定熔點
非晶體 不具有規(guī)則的幾何外形，如玻璃、松香、瀝青、橡膠等 各向_____ ____確定的熔化溫度
具有
有
同性
無
2.晶體的分類及性質(zhì)
晶體 構(gòu)成 物理性質(zhì) 有無確定熔點
單晶體 大塊晶體 各向_____ 有確定熔點
多晶體 由__________構(gòu)成 各向_____ 有確定熔點
異性
許多晶粒
同性
1.沒有規(guī)則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？
討論與交流
答案　不是。由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體也沒有規(guī)則的幾何外形。
2.某人為了檢驗一塊薄片物質(zhì)是否為晶體，做了一個實驗。他以薄片的正中央O為坐標(biāo)原點，建立xOy平面直角坐標(biāo)系，在兩個坐標(biāo)軸上分別取兩點x1和y1，使x1和y1到O點的距離相等。在x1和y1上分別固定一個測溫元件，再把一個針狀熱源放在O點，發(fā)現(xiàn)x1點和y1點的溫度在緩慢升高，但兩點溫度的高低沒有差異。于是得出結(jié)論：這塊薄片是非晶體。以上結(jié)論科學(xué)嗎？為什么？
答案　不科學(xué)。實驗說明該均勻薄片在x、y兩個方向上導(dǎo)熱性能相同，但不能因此就確定這塊薄片是非晶體，因為單晶體有可能在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)為各向同性，而在其他性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性；由于多晶體具有各向同性，該薄片也有可能是多晶體。
(1)所有晶體都具有天然、規(guī)則的幾何外形。 (　　)
(2)沒有確定的熔化溫度的固體一定是非晶體。 (　　)
(3)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的一定是非晶體。 (　　)
(4)單晶體的各向異性是指在每一種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)為各向異性。
(　　)
(5)某一大塊多晶體粉碎成形狀相同的顆粒，每個顆粒為一個單晶體。
(　　)
×
√
×
×
×
　(2024·廣州市培正中學(xué)高二月考)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸其背面一點，蠟熔化的范圍如圖(a)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系圖像如圖(b)所示，則
A.甲、乙是非晶體，丙是晶體
B.甲、丙是晶體，乙是非晶體
C.甲、丙是非晶體，乙是晶體
D.甲是非晶體，乙是多晶體，丙是單晶體
例1
√
由題圖(b)知，甲、丙有確定的熔點，乙沒有確定的熔化溫度，所以甲、丙是晶體，乙是非晶體，由題圖(a)知，甲、乙的導(dǎo)熱性能呈各向同性，丙的導(dǎo)熱性能呈各向異性，所以丙是單晶體，B正確。
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晶體的微觀結(jié)構(gòu)
二
單晶體具有規(guī)則的幾何外形，物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向異性，而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，并且物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向同性。產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢？
答案　它們的微觀結(jié)構(gòu)不同。
1.在晶體中，晶體微粒都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的________。
2.在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒在空間按 排列，會生成不同的晶體。例如碳原子按不同的空間分布排列可形成 和 。
梳理與總結(jié)
周期性
不同的規(guī)則
石墨
金剛石
1.如圖所示是一個平面上晶體微粒排列的情況。請觀察沿不同方向單位長度上微粒的數(shù)目是否相同，并思考引起晶體各向異性的原因。
討論與交流
晶體各向異
性的微觀解釋
答案　由晶體微粒的排列情況可知，沿不同方向單位長度上微粒的數(shù)目均不相同，正是這種不同，使晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性。
2.如圖為金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)圖示，金剛石和石墨都是由碳原子組成的，為什么金剛石很堅硬，而石墨卻很軟呢？
答案　金剛石中碳原子間的作用力很強，而石墨是層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間距離較大，原子間的作用力比較弱，所以金剛石很堅硬，石墨卻很松軟。
　白磷在高溫、高壓環(huán)境下可以轉(zhuǎn)化為一種新型二維半導(dǎo)體材料——黑磷，圖為黑磷微觀結(jié)構(gòu)，其原子以一定的規(guī)則有序排列。下列說法正確的是
A.黑磷是晶體材料
B.黑磷熔化過程中溫度升高
C.黑磷中每個分子都是固定不動的
D.同質(zhì)量的白磷和黑磷分子數(shù)目不同
例2
√
根據(jù)題圖可知，黑磷的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)空間上
規(guī)則排列，具有空間上的周期性，屬于晶體
材料，所以黑磷具有固定的熔點，熔化過程
中溫度不變，故A正確，B錯誤；
組成物質(zhì)的分子總是在做無規(guī)則熱運動，故C錯誤；
組成白磷和黑磷的分子是同一種分子，所以同質(zhì)量的白磷和黑磷分子數(shù)目相同，故D錯誤。
　關(guān)于下列四幅圖中所涉及晶體微觀結(jié)構(gòu)及其解釋的論述中，不正確的是
A.甲圖中，晶體中沿不同方向上微粒排
列的情況不同，故晶體在不同方向上
會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)
B.乙圖為石墨中碳原子形成的層狀結(jié)構(gòu)，
與金剛石的結(jié)構(gòu)不同，但物理性質(zhì)相同
C.丙圖為食鹽晶體的點陣結(jié)構(gòu)，晶體的許
多特性都與點陣結(jié)構(gòu)有關(guān)
D.丁圖為金剛石中碳原子形成的一種緊密結(jié)構(gòu)，相互之間作用力很強，
所以金剛石十分堅硬，可制造玻璃刀和鉆頭
例3
√
晶體中沿不同的方向上微粒排列的情況不同，故晶體在不同的方向上會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，A正確；
金剛石和石墨都是由碳原子直接構(gòu)成的，因為碳原子的排列方式不同，故其物理性質(zhì)差異很大，石墨質(zhì)地松軟，可以用來制作鉛筆芯，金剛石很硬，可以用于制造玻璃刀和鉆頭，B錯誤，D正確；
晶體的許多特性都與點陣結(jié)構(gòu)有關(guān)，C正確。
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液晶
三
1.概念：由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的 具有與晶體相似的性質(zhì)，稱為液態(tài)晶體，簡稱液晶。
2.性質(zhì)：在力學(xué)性質(zhì)上與 相同，具有流動性、連續(xù)性，可以形成液滴；在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面又具有明顯的 。
3.微觀結(jié)構(gòu)：液晶的分子有些是長棒狀的，有些是碟狀或板狀的，長棒狀液晶在自然狀態(tài)下分子有彼此 的傾向。
中間態(tài)液體
液體
各向異性
平行排列
4.應(yīng)用
(1)液晶顯示屏：用于手機、電腦顯示器、液晶電視等。
(2)利用溫度改變時液晶顏色會發(fā)生改變的性質(zhì)來探測溫度。
(3)液晶在電子工業(yè)、航空、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
　下列關(guān)于液晶的說法正確的是
A.有些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化
B.液晶是液體和晶體的混合物
C.液晶分子保持固定的位置和取向，同時具有位置有序和取向有序
D.液晶具有流動性，光學(xué)性質(zhì)各向同性
例4
√
液晶具有光學(xué)各向異性的特點，有些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，故A正確，D錯誤；
液晶不是混合物，故B錯誤；
液晶像液體一樣具有流動性，分子的位置不是固定的，故C錯誤。
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新材料
四
1.半導(dǎo)體材料：導(dǎo)電能力介于 與 之間。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可通過 來控制。
2.納米材料：是指在三維空間中至少有一維處于 尺度范圍(1~100 nm)或由它們作為重要單元構(gòu)成的材料。
3.超材料：具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，是將人造單元結(jié)構(gòu)以特定方式排列形成的，具有特殊電、磁特征的人造結(jié)構(gòu)材料。典型的超材料包括左手材料、光子晶體、超磁材料等。
導(dǎo)體
絕緣體
摻雜
納米
　(多選)下列關(guān)于新材料的說法正確的是
A.半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間
B.納米材料是指三維空間的各個維度均處于納米尺度范圍的材料
C.超材料是指具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)的
復(fù)合材料
D.石墨烯是石墨的一種材料，并不是新材料
例5
√
√
半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，故A正確；
納米材料是指在三維空間中至少有一個維處于納米尺度范圍的材料，故B錯誤；
超材料是指具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，故C正確；
石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，故D錯誤。
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課時對點練
五
考點一　晶體和非晶體
1.如圖所示為一透明的正方體物塊。下列說法正確的是
A.由于該物塊有規(guī)則形狀，所以它一定為晶體
B.由于該物塊透明，所以它一定為晶體
C.若該物塊為絕緣體，則它一定為非晶體
D.若將該物塊加熱到某一溫度才開始熔化，且熔化的
過程中溫度保持不變，則它一定為晶體
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基礎(chǔ)對點練
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單晶體具有天然的、有規(guī)則的幾何形狀，但這個正方體物塊不一定是天然形成的，所以不一定是晶體，故A錯誤；
晶體并非都是透明的，透明的物體并非都是晶體，例如玻璃是透明的，但并不是晶體，故B錯誤；
13
絕緣體不一定是非晶體，例如金剛石是晶體，也是絕緣體，故C錯誤；
晶體具有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，故D正確。
2.關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是
A.可以根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體
B.一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永Γl(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄
片一定是非晶體
C.一個固體球，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
D.一塊固體，若其各個方向的導(dǎo)熱性相同，則這塊固體一定是多晶體
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物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的可以是多晶體，也可以是非晶體，故不能根據(jù)各向同性來鑒別晶體和非晶體，故A錯誤；
沿各個方向?qū)σ粔K均勻薄片施加拉力，發(fā)現(xiàn)其強度一樣，表現(xiàn)出各向同性，可能是非晶體，也可能是多晶體，故B錯誤；
一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性能不同，即具有各向異性，則該球一定是單晶體，故C正確；
一塊固體，若其各個方向的導(dǎo)熱性能相同，表現(xiàn)出各向同性，可能是多晶體，故D錯誤。
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3.如圖所示，甲、乙、丙三種固體物質(zhì)，質(zhì)量相等，從其溫度隨時間變化的圖像可以判斷
A.甲是晶體，乙、丙是非晶體
B.乙是晶體，甲、丙是非晶體
C.乙是非晶體，甲的熔點比丙的低
D.乙是非晶體，甲的熔點比丙的高
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晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，由題圖可知，甲、丙兩物質(zhì)在熔化過程中都有溫度不變的過程，所以甲、丙是晶體，同理可知，乙是非晶體。進一步分析可知，甲的熔點比丙的熔點高，故D正確，A、B、C錯誤。
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考點二　晶體的微觀結(jié)構(gòu)
4.2023年10月3日，我國發(fā)現(xiàn)的“鈮包頭礦”獲得國際礦物協(xié)會新礦物命名。“鈮包頭礦”是一種富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸鹽礦物，微觀結(jié)構(gòu)如圖，則“鈮包頭礦”顆粒
A.是非晶體
B.有固定的熔點
C.沒有規(guī)則的外形
D.各向同性
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由題圖可知，該顆粒屬于晶體，其有規(guī)則的外形，且有固定的熔點，物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性。故選B。
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5.(多選)下列說法正確的是
A.固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是絕對的，是不可以
相互轉(zhuǎn)化的
B.由同種元素構(gòu)成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同
的晶體
C.天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于組成該物質(zhì)的微粒在空間有規(guī)則地
排列著
D.同種物質(zhì)在不同條件下所生成的晶體微粒的排列規(guī)律相同
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固體可以分為晶體和非晶體兩類，晶體、非晶體是相對的，在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化，A錯誤；
天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于組成該物質(zhì)的微粒在空間的排列是規(guī)則的，具有空間上的周期性，C正確；
相同物質(zhì)在不同的條件下能夠生成不同的晶體，組成它們的微粒能夠按照不同的排列規(guī)律在空間分布，如金剛石與石墨，B正確，D錯誤。
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6.晶體內(nèi)部的分子有序排列為如圖所示的空間點陣(圖中的小黑點表示晶體分子)，圖中AB、AC、AD為等長的三條線段。下列說法正確的是
A.A處的晶體分子可以沿三條線方向發(fā)生定向移動
B.三條線段上晶體分子的數(shù)目相同，表明晶體的
物理性質(zhì)是各向同性的
C.三條線段上晶體分子的數(shù)目不同，表明晶體的
物理性質(zhì)是各向異性的
D.以上說法均不正確
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晶體中的分子只在平衡位置附近振動，不會沿三
條線方向發(fā)生定向移動，故A錯誤；
三條線段上晶體分子的數(shù)目不同，表明晶體的物
理性質(zhì)是各向異性的，故B、D錯誤，C正確。
13
考點三　液晶
7.液晶在現(xiàn)代生活中扮演著重要角色，廣泛應(yīng)用于手機屏幕、平板電視等顯示設(shè)備中。下列四幅圖哪個是液晶態(tài)分子排列圖
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液晶在某個方向上看，其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的，選項A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列規(guī)律，故A、D錯誤；
選項B中分子排列比較整齊，但從另外一個角度看也具有無序性，符合液晶分子的排列規(guī)律，故B正確；
選項C中，分子排列是完全無序的，不符合液晶分子的排列規(guī)律，故C錯誤。
13
8.液晶在現(xiàn)代生活中扮演著重要的角色，下列對于液晶的認識正確的是
A.液晶態(tài)就是固態(tài)和液態(tài)的混合
B.液晶具有光學(xué)各向同性的性質(zhì)
C.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性
D.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨光照強度的變化而變化
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液晶態(tài)是介于液態(tài)與固態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)，不是固態(tài)和液態(tài)的混合，A錯誤；
液晶既具有液體的流動性，又具有與某些晶體相似的性質(zhì)，如具有光學(xué)各向異性等，B錯誤；
外界條件的微小變化會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)，溫度、光照、外加電壓等因素變化時，都會改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，故C錯誤，D正確。
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9.關(guān)于液晶，以下說法正確的是
A.液晶態(tài)只是物質(zhì)在一定溫度范圍內(nèi)才具有的存在狀態(tài)
B.因為液晶在一定條件下發(fā)光，所以可以用來做顯示屏
C.人體組織中不存在液晶結(jié)構(gòu)
D.筆記本電腦的彩色顯示器，是因為在液晶中摻入了少量多色性染料，
液晶中電場強度不同時，它對不同色光的吸收強度不一樣，所以顯示
出各種顏色
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液晶態(tài)可在一定溫度范圍或某一濃度范圍存在，故A錯誤；
人體中有的蛋白質(zhì)與磷脂在一定條件下為流動的液晶態(tài)或凝膠態(tài)，故C錯誤；
當(dāng)液晶通電時導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過，不通電時排列混亂，阻止光線通過，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化，它對不同色光的吸收強度不一樣，所以顯示各種顏色，可以用來做顯示屏，故D正確，B錯誤。
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10.2020年，“嫦娥五號”探測器順利完成月球采樣任務(wù)并返回地球。探測器上裝有用石英制成的傳感器，其受壓時表面會產(chǎn)生大小相等、符號相反的電荷，即“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。關(guān)于石英晶體，下列說法正確的是
A.沒有確定的熔點
B.具有各向同性的壓電效應(yīng)
C.沒有確定的幾何形狀
D.是單晶體
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能力綜合練
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晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，石英是單晶體，有確定的熔點，有確定的幾何形狀，A、C錯誤，D正確；
沿垂直于x軸晶面上的壓電效應(yīng)最顯著，其他方向較弱，故具有各向異性的壓電效應(yīng)，B錯誤。
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11.(2023·深圳市高二期中)下列說法正確的是
A.單晶體有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點
B.一切晶體的光學(xué)和力學(xué)性質(zhì)都是各向異性的
C.單晶體中原子(或分子、離子)的排列具有空間周期性
D.通常金屬在各個方向的物理性質(zhì)都相同，所以金屬是非晶體
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單晶體和多晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，A錯誤；
單晶體具有各向異性，而多晶體表現(xiàn)為各向同性，B錯誤；
單晶體中原子(或分子、離子)的排列具有空間周期性，C正確；通常金屬在各個方向的物理性質(zhì)都相同，但具有固定的熔點，屬于晶體，D錯誤。
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12.(2023·東莞市高二期中)如圖表示某晶體的物態(tài)變化過程，其中甲、乙、丙分別表示三種物態(tài)。下列分析正確的是
A.甲為氣態(tài)
B.甲→乙的過程需要放熱
C.乙→丙的過程與露珠形成過程相同
D.BC段對應(yīng)的溫度為該晶體的熔點
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由題圖知，甲中分子相距最近，分子排列
規(guī)則，分子間的作用力最大，既不易被壓
縮，也不容易被拉伸，所以是固態(tài)分子的
排列方式；乙中分子相距較近，分子排列
雜亂，分子間的作用力較弱，是液態(tài)分子的排列方式；丙中分子相距最遠，分子無固定排列，分子間的作用力最弱，是氣態(tài)分子的排列方式。由以上分析知，甲為固態(tài)，故A錯誤；
甲→乙是固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的熔化過程，需要吸收熱量，故B錯誤；
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乙→丙是液態(tài)變成氣態(tài)的汽化過程，露珠是水蒸氣遇冷形成小水滴的液化過程，故C錯誤；
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BC段表示晶體吸熱或放熱的溫度保持不變，
狀態(tài)發(fā)生改變的晶體熔化(或凝固)過程，此時的溫度叫晶體的熔點(或凝固點)，故D正確。
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13.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微米數(shù)量級
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
六邊形的頂點不動
D.石墨烯熔化過程中吸熱，溫度增加
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√
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單層石墨烯的厚度約在納米數(shù)量級以下，故A錯誤；
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；
石墨中的碳原子是運動的，故C錯誤；
石墨烯是晶體，熔化過程中吸熱，溫度
不變，故D錯誤。
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