資源簡介

第二章　4.　
基礎達標練
1．(2023·黑龍江哈爾濱第九中學高二下期中)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是( D )
A．凡是晶體都是各向異性的
B．黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體
C．一定條件下晶體可以轉化成非晶體；但非晶體不能轉化成晶體
D．晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點
答案：D
解析：單晶體的物理性質有些是各向異性的，而多晶體則具有各向同性，A錯誤；黃金的延展性好，可以切割加工成任意形狀，但黃金有固定的熔點，所以是晶體，B錯誤；在合適的條件下，某些晶體可以轉化為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體，C錯誤；晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，D正確。
2．(2024·江蘇南京九中調研)人們在夏季喜歡佩戴水晶飾品，天然的水晶具有規則的幾何外形。關于天然水晶，下列說法正確的是( A )
A．是單晶體
B．沒有固定的熔點
C．微觀粒子的空間排列不規則
D．在光學性質上表現為各向同性
答案：A
解析：天然的水晶具有規則的幾何外形，是單晶體，故A正確；晶體具有固定的熔點，故B錯誤；組成單晶體的微觀粒子的空間排列規則，故C錯誤；天然水晶在光學性質上表現為各向異性，故D錯誤。
3．下列關于固體的說法正確的是( A )
A．晶體熔化時，溫度不變
B．單晶體一定是單質，有規則的幾何形狀，有確定的熔點
C．多晶體沒有規則的幾何形狀，也沒有確定的熔點
D．晶體都具有各向異性，而非晶體都具有各向同性
答案：A
解析：晶體具有一定的熔點，在熔化時溫度保持不變，故A正確；單晶體具有規則的幾何形狀，有確定的熔點，單晶體可以是單質，也可以是化合物，比如食鹽、雪花等，故B錯誤；多晶體沒有規則的幾何形狀，但有確定的熔點，故C錯誤；多晶體具有各向同性，單晶體具有各向異性，故D錯誤。
4．(2023·廣東深圳高級中學高二下期中)下列說法不正確的是( A )
A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體
B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質
C．由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體
D．在合適的條件下，某些晶體可以轉變為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體
答案：A
解析：將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒仍是晶體，A說法錯誤，符合題意；固體可以分為晶體和非晶體兩類，單晶體在不同方向上顯示各向異性，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質，B說法正確，不符合題意；由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體，例如石墨和金剛石，C說法正確，不符合題意；在合適的條件下，某些晶體可以轉變為非晶體，某些非晶體也可以轉變為晶體，例如天然石英是晶體，熔化以后再凝固的石英玻璃卻是非晶體；把晶體硫加熱熔化，倒入冷水中，會變成柔軟的非晶體硫，再經一段時間又會轉變為晶體硫，D說法正確，不符合題意。
5．(2024·山西應縣一中高二下月考)某實驗小組想測試兩種材料的導電性能，他們將這兩種材料加工成厚度均勻、橫截面為正方形的幾何體，分別如圖甲、乙所示，經測試發現，材料甲沿ab、cd兩個方向的電阻相等，材料乙沿ef方向的電阻大于沿gh方向的電阻，關于這兩種材料，下列說法中正確的是( C )
A．材料甲一定是晶體 B．材料甲一定是非晶體
C．材料乙一定是單晶體 D．材料乙一定是多晶體
答案：C
解析：測試發現，材料甲沿ab、cd兩個方向的電阻相等，材料乙沿ef方向的電阻大于沿gh方向的電阻，說明了甲具有各向同性，而乙具有各向異性。單晶體的物理性質是各向異性，所以乙一定是單晶體，而多晶體不顯示各向異性，材料甲可能是多晶體，也可能是非晶體，故只有選項C正確。
6．(2024·江蘇泰州一模)2023年5月，中國科學技術大學團隊利用納米纖維與合成云母納米片研制出一種能適應極端環境的纖維素基納米紙材料。如圖所示為某合成云母的微觀結構示意圖，則該合成云母( C )
A．是非晶體 B．沒有規則的外形
C．有固定的熔點 D．各向同性
答案：C
解析：由圖可知，該合成云母中所含分子在三維空間中呈規則、周期性排列，是晶體，具有一定的幾何外形，具有固定的熔點、具有各向異性的特點，故C正確。
能力提升練
7．下列關于各向異性的描述正確的是( D )
A．各向異性是指非晶體沒有規則的幾何形狀
B．各向異性是指非晶體的物理性質與方向的關系
C．各向異性是指多晶體的內部結構與方向有關
D．各向異性是指單晶體的物理性質與方向的關系
答案：D
解析：各向異性是單晶體的物理性質與方向有關的特性，故D正確。
8．(多選)關于晶體和非晶體，以下說法正確的是( A )
A．同種物質在不同的條件下可表現為晶體或非晶體
B．晶體內部的物質微粒排列是有規則的，而非晶體內部的物質微粒排列是不規則的
C．晶體內部的物質微粒是靜止的，而非晶體內部的物質微粒是在不停地運動著的
D．具有天然的規則的幾何形狀的固體是晶體，沒有天然的確定的幾何形狀的固體是非晶體
答案：AB
解析：同種物質在不同條件下可以以晶體或非晶體兩種不同形式出現，A正確；晶體內部的物質微粒排列是規則的，而非晶體內部的物質微粒排列不規則，B正確；不管是晶體還是非晶體，其內部的物質微粒都在不停地運動著，C錯誤；多晶體沒有天然的規則的幾何形狀，D錯誤。
9．某晶體內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( C )
A．A處的晶體分子可以沿三條線段方向發生定向移動
B．三條線段上晶體分子的數目相同，表明晶體的物理性質是各向同性的
C．三條線段上晶體分子的數目不同，表明晶體的物理性質是各向異性的
D．以上說法均不正確
答案：C
解析：晶體中的分子只在平衡位置附近振動，不會沿三條線段發生定向移動，故A 錯誤；三條線段上晶體分子的數目不同，表明晶體的物理性質是各向異性的，故B、D錯誤，C正確。
10．(2023·黑龍江哈爾濱三中高二下期末)關于晶體，以下說法中正確的是( C )
A．晶體在不同方向上物質微粒的排列情況相同
B．晶體一定有規則的幾何形狀，但其物理性質不一定都是各向異性的
C．晶體熔化時溫度不變，但內能變化
D．由同一種化學成分形成的物質只能以一種晶體結構的形式存在
答案：C
解析：單晶體在不同方向上物質微粒的排列情況不相同，才會出現各向異性，故A錯誤；單晶體有規則的幾何形狀且各向異性，而多晶體沒有規則的幾何形狀，也不顯示各向異性，故B錯誤；晶體熔化時雖然溫度不變，但吸收熱量，內能增加，故C正確；由同一種化學成分形成的物質不一定只能以一種晶體結構的形式存在，如石墨和金剛石，故D錯誤。
11．如圖所示，ACBD是一塊厚度均勻的由同一種微粒構成的圓板，AB和CD是互相垂直的兩條直徑，把圓板從圖示位置轉90°后電流表示數發生了變化(兩種情況下都接觸良好)，關于圓板，下列說法正確的是( C )
A．圓板是非晶體
B．圓板是多晶體
C．圓板是單晶體
D．不知有無固定熔點，無法判定是晶體還是非晶體
答案：C
解析：電流表示數發生變化，說明圓板沿AB和CD兩個方向的導電性能不同，即各向異性，所以圓板是單晶體，故C正確。
12．(2024·江蘇高三上階段練習)白磷在高溫、高壓環境下可以轉化為一種新型二維半導體材料—黑磷，圖為黑磷微觀結構，其原子以一定的規則有序排列。下列說法正確的是( A )
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．同質量的白磷和黑磷分子數目不同
答案：A
解析：根據圖示可知，黑磷的微觀結構呈現空間上規則排列，具有空間上的周期性，屬于晶體材料，因而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；組成物質的分子總是在做無規則熱運動，故C錯誤；組成白磷和黑磷的分子是同一種分子，所以同質量的白磷和黑磷分子數目相同，故D錯誤。
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第二章　氣體、固體和液體
4．固體
目標體系構建
1．了解固體的微觀結構。知道晶體和非晶體的特點。
2．能列舉生活中的晶體和非晶體。
3．通過實例，了解液晶的主要性質及其在顯示技術中的應用。

1．知道晶體和非晶體的特點及區分方法。
2．知道單晶體和多晶體的區別。
3．了解晶體的微觀結構。
課前預習反饋
知識點 1
1．固體可以分為______和________兩類。石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是______，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是____
_____。
2．單晶體具有______的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有_____的幾何形狀，我們在初中已經學過，晶體_______的熔點，非晶體________的熔點。
晶體和非晶體
晶體
非晶體
晶體
非
晶體
規則
規則
有確定
沒有確定
3．有些晶體沿不同方向的導熱或導電性能不同，有些晶體沿不同方向的光學性質不同，這類現象稱為__________。非晶體沿各個方向的物理性質都是一樣的，這叫作__________。由于多晶體是許多________雜亂無章地組合而成的，所以多晶體是__________的。
說明：具有各向異性的一定是單晶體，具有各向同性的則可能是非晶體或多晶體。
各向異性
各向同性
單晶體
各向同性
『判一判』
(1)鐵塊沒有規則的幾何形狀，所以是非晶體。( 　　)
(2)晶體具有確定的熔點。( 　　)
(3)具有各向同性的固體一定是非晶體。( 　　)
(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化。( 　　)
(5)玻璃沒有確定的熔點，也沒有規則的幾何形狀。( 　　)
×
√
×
√
√
『選一選』
下列的說法中正確的是( 　　)
A．只有非晶體才顯示各向同性
B．多晶體不顯示各向異性
C．晶體的導電性能比非晶體好
D．金剛石是晶體，石墨是非晶體
答案：B
解析：非晶體和多晶體顯示各向同性，單晶體顯示各向異性，故A錯誤，B正確；單晶體的導電性能好，多晶體和非晶體導電性能差，故C錯誤；金剛石是單晶體，石墨是多晶體，都是晶體，故D錯誤。
知識點 2
1．規則性：在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的______排列的，具有________的周期性。
2．變化或轉化
在不同條件下，同種物質的微粒按照__________在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體______________可以轉化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。
『判一判』
(6)晶體內部的微粒是靜止的，而非晶體內部的物質微粒是不停地運動著的。( 　　)
晶體的微觀結構
規則
空間上
不同規則
在一定條件下
×
『想一想』
家庭、學校或機關的門鎖常用“碰鎖”，然而，這種鎖使用一段時間后，鎖舌就會變澀而不易被碰入，造成關門困難。這時，你可以用鉛筆在鎖舌上摩擦幾下，碰鎖便開關自如如初，并且可以持續幾個月之久。請你動手試一試，并回答其中的道理。
提示：石墨是金剛石的同素異形體，兩者的不同結構，造成了物理性質上的很大差異，金剛石質地堅硬，而石墨由于具有層狀結構，層與層之間結合不很緊密，故層與層之間易脫落，故能起到潤滑作用。用鉛筆在紙上寫字也是根據這個道理。
課內互動探究
探究?
晶體與非晶體
要|點|提|煉
單晶體、多晶體及非晶體的區別
分類 宏觀外形 物理性質
非晶體 沒有確定的形狀 ①沒有固定熔點
②導電、導熱、光學性質表現為各向同性
晶
體 單晶體 有天然規則的形狀 ①有確定的熔點
②導熱、導電、光學性質表現為各向異性
多晶體 沒有確定的形狀 ①有確定的熔點
②導熱、導電、光學性質表現為各向同性
晶體、非晶體的區分關鍵是看有無固定的熔點，單晶體與多晶體的區分關鍵是看有無規則外形及物理性質是各向異性還是各向同性。
典|例|剖|析
1．(2024·寧夏中衛高三上階段練習)關于晶體和非晶體，下列說法中正確的是( 　　)
A．可以根據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，沿各個方向對它施加拉力，發現其強度一樣，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，若其各個方向的導熱性相同，則這塊固體一定是多晶體
答案：C
解析：物理性質表現為各向同性的可以是多晶體，也可以是非晶體，故不能根據各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體，故A錯誤；沿各個方向對一塊均勻薄片施加拉力，發現其強度一樣，表現出各向同性，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，若其各個方向的導熱性能相同，表現出各向同性，可能是多晶體，也可能是非晶體，故D錯誤。
隨著科技的發展，國家對晶體材料的研究越來越深入，尤其是對稀土晶體的研究，已經走在世界的前列。關于晶體和非晶體，下列說法正確的是( 　　)
A．晶體都有規則的幾何外形，非晶體則沒有規則的幾何外形
B．同種物質不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現
C．多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現為各向異性，多晶體表現為各向同性
D．石墨和金剛石都是晶體，但石墨是單晶體，金剛石是多晶體
答案：C
對點訓練
解析：多晶體和非晶體都沒有規則的幾何外形，A錯誤；同種物質可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現，B錯誤；單晶體表現為各向異性，多晶體表現為各向同性，石墨是多晶體，金剛石是單晶體，C正確，D錯誤。
探究?
晶體的微觀結構
要|點|提|煉
1．對單晶體各向異性的解釋
如圖所示，這是在一個平面上單晶體物質微粒的排列情況。從圖上可以看出，在沿不同方向所畫的等長直線AB、AC、AD上物質微粒的數目不同。直線AB上物質微粒較多，直線AD上較少，直線AC上更少。正因為在不同方向上物質微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質的不同。
2．對晶體具有一定熔點的解釋
給晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規則的排列被破壞，晶體開始熔解，熔解時晶體吸收的熱量全部用來破壞規則的排列，溫度不發生變化。
3．對同素異構體的解釋
有的物質在不同的條件下能夠生成不同的晶體，這是由于它們的物質微粒能夠形成不同的晶體結構，例如碳原子按不同的結構排列可形成石墨和金剛石，二者在物理性質上有很大不同。白磷和紅磷的化學成分相同，但白磷具有立方體結構，而紅磷具有與石墨一樣的層狀結構。
4．多晶體的微觀結構及性質
(1)多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體(晶粒)組成的。平常見到的各種金屬材料都是多晶體。把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察，可以看到它是由許許多多晶粒組成的，晶粒有大有小，最小的只有10－5 cm。
(2)每個晶粒都是一個小單晶體，具有各向異性的物理性質和規則的幾何形狀，因為晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著，所以多晶體沒有規則的幾何形狀，也不顯示各向異性。它在不同方向的物理性質是相同的，即各向同性。但還有確定的熔點。
典|例|剖|析
2．(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，是不可以相互轉化的
B．由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體
C．天然石英表現為各向異性，是由于組成該物質的微粒在空間有規則地排列著
D．同種物質在不同條件下所生成的晶體微粒的排列規律相同
答案：BC
(多選)單晶體不同于非晶體，它具有天然規則的幾何外形，在不同方向上物理性質不同，具有固定的熔點，下列說法可以用來解釋單晶體的上述特性的是( 　　)
A．組成單晶體的微粒在空間上按一定的規律排成整齊的行列，構成特定的空間點陣
B．單晶體在不同方向上物理性質不同，是由于空間點陣中不同方向上微粒數目不同，微粒間距離也不相同
C．單晶體在不同方向上物理性質不同，是由于空間點陣中不同方向上的微粒的性質不同
D．單晶體在熔化時吸收的熱量，全部用來瓦解單晶體的空間點陣，轉化為分子勢能，因此，單晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變，只有空間點陣完全被瓦解，單晶體完全變為液體后，繼續加熱，溫度才會升高
對點訓練
答案：ABD
解析：單晶體內部的微粒構成特定的空間點陣是單晶體具有天然規則幾何外形的原因。單晶體在物理性質上的各向異性是由于空間點陣中不同方向上的微粒數目不同，微粒間距離也不相同。晶體熔點的存在是由于晶體在熔化時要吸收熱量用來瓦解空間點陣，增加分子勢能，熔化過程中分子熱運動的平均動能不變，即溫度不變，只有當晶體全部轉變為液體后繼續加熱，溫度才會升高，分子熱運動的平均動能才會增加，單晶體也是如此。
核心素養提升
非晶體、單晶體和多晶體的區別與聯系
下列說法中正確的是( 　　)
A．常見的金屬材料都是多晶體
B．只有非晶體才顯示各向同性
C．凡是具有規則幾何形狀的固體一定是晶體
D．多晶體一定顯示各向異性
答案：A
解析：常見金屬材料都是多晶體，故選項A正確；具有規則幾何形狀的固體不一定是晶體，如有規則形狀的蠟燭不是晶體，故選項C錯誤；多晶體和非晶體均顯示各向同性，故選項B、D錯誤。
案例
課堂達標檢測
一、晶體和非晶體
1．(多選)下列說法正確的是( 　　)
A．一個固體球，若沿各條直徑方向上的導電性能不同，則該球為單晶體
B．一塊固體，若是各個方向導熱性能相同，則這個固體一定是非晶體
C．一塊固體，若有確定的熔點，則該固體必定為晶體
D．黃金可以切割加工成各種形狀，所以是非晶體
答案：AC
解析：只有單晶體才有各向異性，A正確；多晶體和非晶體都具有各向同性，B錯誤；只有晶體才有確定的熔點，C正確；黃金的延展性好，可以切割加工成任意形狀，但黃金有固定的熔點，所以是晶體，D錯誤。
2．(2024·江西九江一中高二下期末)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是( 　　)
A．食鹽、玻璃、天然石英和金剛石都是晶體
B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規則的
C．單晶體有固定的熔點，多晶體和非晶體沒有固定的熔點
D．單晶體和多晶體的物理性質是各向異性的，非晶體是各向同性的
答案：B
解析：金剛石、食鹽和天然石英都是晶體，而玻璃是非晶體，故A錯誤；晶體的分子(或原子、離子)排列是有規則的，故B正確；單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有確定的熔化溫度，故C錯誤；單晶體具有各向異性，而多晶體不顯示各向異性，非晶體具有各向同性，故D錯誤。
二、晶體的微觀結構
3．(多選)有關晶體的排列結構，下列說法正確的是( 　　)
A．同種元素原子按不同規則排列有相同的物理性質
B．同種元素原子按不同規則排列有不同的物理性質
C．同種元素形成的晶體只有一種排列規則
D．同種元素形成的晶體可能有不同的排列規則
答案：BD
解析：同種元素形成的晶體可能有不同的排列規則。如金剛石和石墨、紅磷和白磷，由于它們按不同規則排列，決定了它們有不同的物理性質。
4．(多選)2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，他們通過透明膠帶對石墨進行反復的粘貼與撕開，使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯。石墨烯是碳的二維結構。如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結構，根據以上信息和已學知識，下列說法中正確的是( 　　)
A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體
B．石墨是單質，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體
D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的
答案：CD
解析：石墨、石墨烯與金剛石都具有規則的分子排列，都是晶體。從題目給出的物理情景看，石墨烯是用物理方法獲得的。故選項C、D正確。

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