資源簡(jiǎn)介

6.5
固態(tài)物質(zhì)
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
了解自然界中物質(zhì)存在的三種狀態(tài)
了解晶體和非晶體
了解金剛石、石墨的區(qū)別
知識(shí)點(diǎn)梳理
知識(shí)點(diǎn)梳理一、物質(zhì)的狀態(tài)
物質(zhì)狀態(tài)是指一種物質(zhì)出現(xiàn)不同的相。物質(zhì)是由分子、
原子構(gòu)成的。通常所見的物質(zhì)有三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。另外，物質(zhì)還有“等離子態(tài)”、“超臨界態(tài)”“超固態(tài)”以及“中子態(tài)”等。
1、固態(tài)
嚴(yán)格地說，物理上的固態(tài)應(yīng)當(dāng)指“結(jié)晶態(tài)”，也就是各種各樣晶體所具有的狀態(tài)。最常見的晶體是食鹽（化學(xué)成份是氯化鈉，化學(xué)符號(hào)是NaCl）。你拿一粒食鹽觀察（最好是粗制鹽），可以看到它由許多立方形晶體構(gòu)成。如果你到地質(zhì)博物館還可以看到許多顏色、形狀各異的規(guī)則晶體，十分漂亮。物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，在不同方向上物理性質(zhì)可以不同（稱為“各向異性”）；有一定的熔點(diǎn)，就是熔化時(shí)溫度不變。
在固體中，分子或原子有規(guī)則地周期性排列著，就像我們?nèi)w做操時(shí)，人與人之間都等距離地排列一樣。每個(gè)人在一定位置上運(yùn)動(dòng)，就像每個(gè)分子或原子在各自固定的位置上做振動(dòng)一樣。我們將晶體的這種結(jié)構(gòu)稱為“空間點(diǎn)陣”結(jié)構(gòu)。
2、液態(tài)
液體有流動(dòng)性，把它放在什么形狀的容器中它就有什么形狀。此外與固體不同，液體還有“各向同性”特點(diǎn)（不同方向上物理性質(zhì)相同），這是因?yàn)椋矬w由固態(tài)變成液態(tài)的時(shí)候，由于溫度的升高使得分子或原子運(yùn)動(dòng)劇烈，而不可能再
保持原來的固定位置，于是就產(chǎn)生了流動(dòng)。但這時(shí)分子或原子間的吸引力還比較大，使它們不會(huì)分散遠(yuǎn)離，于是液體仍有一定的體積。實(shí)際上，在液體內(nèi)部許多小的區(qū)域仍存在類似晶體的結(jié)構(gòu)——“類晶區(qū)”。流動(dòng)性是“類晶區(qū)”彼此間可以移動(dòng)形成的。我們打個(gè)比喻，在柏油路上送行的“車流”，每輛汽車內(nèi)的人是有固定位置的一個(gè)“類晶區(qū)”，而車與車之間可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這就造成了車隊(duì)整體的流動(dòng)。
3、氣態(tài)
液體加熱會(huì)變成氣態(tài)。這時(shí)分子或原子運(yùn)動(dòng)更劇烈，“類晶區(qū)”也不存在了。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態(tài)時(shí)主要表現(xiàn)為分子或原子各自的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致了我們所知的氣體特性：有流動(dòng)性，沒有固定的形狀和體積，能自動(dòng)地充滿任何容器；容易壓縮；物理性質(zhì)“各向同性”。
顯然，液態(tài)是處于固態(tài)和氣態(tài)之間的形態(tài)。
知識(shí)點(diǎn)梳理二、晶體和非晶體
1、晶體
晶體是由大量微觀物質(zhì)單位（原子、離子、分子等）按一定規(guī)則有序排列的結(jié)構(gòu)，因此可以從結(jié)構(gòu)單位的大小來研究判斷排列規(guī)則和晶體形態(tài)。
特點(diǎn)：
（1）自然凝結(jié)的、不受外界干擾而形成的晶體擁有整齊規(guī)則的幾何外形，即晶體的自范性。
（2）晶體擁有固定的熔點(diǎn)，在熔化過程中，溫度始終保持不變。
（3）單晶體有各向異性的特點(diǎn)。
（4）晶體可以使X光發(fā)生有規(guī)律的衍射。
宏觀上能否產(chǎn)生X光衍射現(xiàn)象，是實(shí)驗(yàn)上判定某物質(zhì)是不是晶體的主要方法。
晶體相對(duì)應(yīng)的晶面角相等，稱為晶面角守恒。
結(jié)構(gòu)：晶體按其結(jié)構(gòu)粒子和作用力的不同可分為四類：離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體。
具有整齊規(guī)則的幾何外形、固定熔點(diǎn)和各向異性的固態(tài)物質(zhì)，是物質(zhì)存在的一種基本形式。固態(tài)物質(zhì)是否為晶體，一般可由X射線衍射法予以鑒定。
晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點(diǎn)（原子、離子、分子、原子團(tuán)）有規(guī)則地在三維空間呈周期性重復(fù)排列，組成一定形式的晶格，外形上表現(xiàn)為一定形狀的幾何多面體。組成某種幾何多面體的平面稱為晶面，由于生長(zhǎng)的條件不同，晶體在外形上可能有些歪斜，但同種晶體晶面間夾角（晶面角）是一定的，稱為晶面角不變?cè)怼?br/>晶體按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為七大晶系和14種晶格類型。晶體都有一定的對(duì)稱性，有32種對(duì)稱元素系，對(duì)應(yīng)的對(duì)稱動(dòng)作群稱做晶體系點(diǎn)群。按照內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間作用力性質(zhì)不同，晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體，如食鹽、金剛石、干冰和各種金屬等。同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區(qū)別。在實(shí)際中還存在混合型晶體。
2、非晶體
非晶體又稱無定形體內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)的固體稱為非晶體。
如玻璃、瀝青、松香、塑料、石蠟、橡膠等。非晶態(tài)固體包括非晶態(tài)電介質(zhì)、非晶態(tài)半導(dǎo)體、非晶態(tài)金屬。它們有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)。例如金屬玻璃（非晶態(tài)金屬）比一般（晶態(tài)）金屬的強(qiáng)度高、彈性好、硬度和韌性高、抗腐蝕性好、導(dǎo)磁性強(qiáng)、電阻率高等。這使非晶態(tài)固體有多方面的應(yīng)用。它是一個(gè)正在發(fā)展中的新的研究領(lǐng)域，得到迅速的發(fā)展。
晶體與非晶體之間在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如，把石英晶體熔化并迅速冷卻，可以得到石英玻璃。將非晶半導(dǎo)體物質(zhì)在一定溫度下熱處理，可以得到相應(yīng)的晶體。可以說，晶態(tài)和非晶態(tài)是物質(zhì)在不同條件下存在的兩種不同的固體狀態(tài)，晶態(tài)是熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)。
3、晶體和非晶體的區(qū)別
①本質(zhì)區(qū)別
晶體有自范性，非晶體無自范性。
物理性質(zhì)
晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體，具有長(zhǎng)程有序，并成周期性重復(fù)排列。
非晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間不成周期性重復(fù)排列的固體，具有近程有序，但不具有長(zhǎng)程有序。外形為無規(guī)則形狀的固體。
晶體有各向異性，非晶體多數(shù)是各向同性。晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體無固定的熔點(diǎn)，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。
②微觀結(jié)構(gòu)
晶體和非晶體所以含有不同的物理性質(zhì)，主要是由于它的微觀結(jié)構(gòu)不同。
組成晶體的微粒——原子是對(duì)稱排列的，形成很規(guī)則的幾何空間點(diǎn)陣；空間點(diǎn)陣排列成不同的形狀，就在宏觀上呈現(xiàn)為晶體不同的獨(dú)特幾何形狀；組成點(diǎn)陣的各個(gè)原子之間，都相互作用著，它們的作用主要是靜電力；對(duì)每一個(gè)原子來說，其他原子對(duì)它作用的總效果，使它們都處在勢(shì)能最低的狀態(tài)，因此很穩(wěn)定，宏觀上就表現(xiàn)為形狀固定，且不易改變；晶體內(nèi)部原子有規(guī)則的排列，引起了晶體各向不同的物理性質(zhì)；如果外力沿平行晶面的方向作用，則晶體就很容易滑動(dòng)（變形），這種變形還不易恢復(fù)，稱為晶體的范性；從這里可以看出沿晶面的方向，其彈性限度小，只要稍加力，就超出了其彈性限度，使其不能復(fù)原，而沿其他方向則彈性限度很大，能承受較大的壓力、拉力而仍滿足虎克定律；當(dāng)晶體吸收熱量時(shí)，由于不同方向原子排列疏密不同，間距不同，吸收的熱量多少也不同，于是表現(xiàn)為有不同的傳熱系數(shù)和膨脹系數(shù)。
而非晶體一般沒有這結(jié)構(gòu)。
當(dāng)晶體從外界吸收熱量時(shí)，其內(nèi)部分子、原子的平均動(dòng)能增大，溫度也開始升高，但并不破壞其空間點(diǎn)陣，仍保持有規(guī)則排列。繼續(xù)吸熱達(dá)到一定的溫度——熔點(diǎn)時(shí)，其分子、原子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度可以破壞其有規(guī)則的排列，空間點(diǎn)陣也開始解體，于是晶體開始變成液體。
在晶體從固體向液體的轉(zhuǎn)化過程中，吸收的熱量用來一部分一部分地破壞晶體的空間點(diǎn)陣，所以固液混合物的溫度并不升高。當(dāng)晶體完全熔化后，隨著從外界吸收熱量，溫度又開始升高。而非晶體由于分子、原子的排列不規(guī)則，吸收熱量后不需要破壞其空間點(diǎn)陣，只用來提高平均動(dòng)能，所以當(dāng)從外界吸收熱量時(shí)，便由硬變軟，最后變成液體。
知識(shí)點(diǎn)梳理三、金剛石與石墨
石墨與金剛石都由碳原子構(gòu)成，但是因?yàn)樵优帕蟹绞讲煌瑢?dǎo)致很多物理性質(zhì)有很大差異。石墨與金剛石有著原子排列方式、色態(tài)、硬度、導(dǎo)電性、密度、熔點(diǎn)的區(qū)別。
金剛石簡(jiǎn)介，俗稱“金剛鉆”，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，化學(xué)式為C，也是常見的鉆石的原身。金剛石是自然界中天然存在的最堅(jiān)硬的物質(zhì)。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業(yè)中的切割工具，也是一種貴重寶石。
石墨簡(jiǎn)介：石墨是碳的一種同素異形體，為灰黑色、不透明固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕，同酸、堿等藥劑不易發(fā)生反應(yīng)。在氧氣中燃燒生成二氧化碳，可被強(qiáng)氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。可用作抗磨劑、潤(rùn)滑劑，高純度石墨用作原子反應(yīng)堆中的中子減速劑，還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。
原子排列方式不同：
（1）石墨：石墨是層狀的結(jié)構(gòu)，就一個(gè)片層而言，每1個(gè)碳原子會(huì)與其周圍的3個(gè)碳原子通過強(qiáng)烈的相互作用緊密結(jié)合，“緊密結(jié)合”的兩個(gè)碳原子之間的距離約為0.142nm。
在石墨中層與層之間相距為0.335nm，由于距離比較大，碳原子的相互作用較弱，因此很容易沿著與層面平行的方向滑動(dòng)、裂解，所以石墨很軟、有滑膩感。
金剛石：金剛石的結(jié)構(gòu)模型是每個(gè)碳原子都與周圍的4個(gè)碳原子通過強(qiáng)烈的相互作用緊密結(jié)合。“緊密結(jié)合”的兩個(gè)碳原子之間的距離約為0.155nm，從而形成致密的三維結(jié)構(gòu)，正是這種致密的結(jié)構(gòu)，使得金剛石成為天然存在的最堅(jiān)硬的物質(zhì)。
典型例題
考點(diǎn)1：物態(tài)變化的特點(diǎn)
【例1】
小明通過學(xué)習(xí)得到下面幾個(gè)結(jié)論，請(qǐng)幫他補(bǔ)充完整。
(1)酒精的凝固點(diǎn)是－117℃，它在－115℃時(shí)是
態(tài)，在－120℃時(shí)是
態(tài)。
(2)鋼塊化成鋼水時(shí)，鋼塊要
熱；水結(jié)成冰時(shí)，水要
熱。
(3)冬天北方農(nóng)村的菜窖里放幾桶水，菜就不易凍壞，這是因?yàn)樗?br/>時(shí)會(huì)
熱，因此窖內(nèi)溫度不致太
。
(4)小明針對(duì)本單元所學(xué)的知識(shí)列出了下面的表格，請(qǐng)幫他填寫完整。
固體分類
舉例
熔化過程
是否吸熱
溫度
有無熔點(diǎn)
晶體
冰
非晶體
蠟
【變式1-1】
冰雕藝術(shù)是一種獨(dú)具魅力的藝術(shù)形式，有時(shí)冰雕作品也要在夏天或在氣溫較高的南方地區(qū)巡展，為了防止冰雕熔化，陳列冰雕作品的房間溫度要足夠低，但是，每多降溫1℃，制冷系統(tǒng)的耗電量就要增加很多。為了既不使冰雕熔化又能節(jié)約用電，房間溫度控制的最佳數(shù)值是(　
　)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
【變式1-2】
把盛有碎冰塊的大試管插入燒杯里碎冰塊中，用酒精燈對(duì)燒杯底部慢慢加熱，如圖所示。
當(dāng)燒杯中的冰塊大部分熔化時(shí)，試管中的冰(　
　)
A．也熔化一部分
B．全部熔化
C．一點(diǎn)都沒熔化
D．下邊的熔化，上邊的沒熔化
【變式1-3】
追蹤考察動(dòng)物種群分布的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一大型動(dòng)物在沙灘上留下的一組較深的腳印，隨行的工作人員用蠟塊熔化后澆鑄成腳印的模型來判斷動(dòng)物的身高、體重等。圖中最能正確反映蠟塊物態(tài)變化過程的圖像是(　
　)
【變式1-4】
如圖所示是甲、乙、丙、丁四種固體的熔化或凝固圖像，由此圖像可以判斷(　
　)
A．丙、丁是晶體，甲、乙是非晶體
B．乙、丁是非晶體，甲、丙是晶體
C．乙、丁是非晶體，甲的熔點(diǎn)比丙高
D．丁是凝固圖像，甲的熔點(diǎn)比乙高
【變式1-5】
質(zhì)量相同的甲、乙兩種物質(zhì)從固態(tài)開始加熱，它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，加熱時(shí)間都為6min，它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是(　
　)
A．甲在3～6min內(nèi)是液態(tài)
B．甲是晶體，乙是非晶體
C．在4～6min內(nèi)，甲不吸收熱量，所以溫度不變
D．在固態(tài)時(shí)，甲的吸熱本領(lǐng)小于乙
【變式1-6】
學(xué)習(xí)物態(tài)變化時(shí)，老師寫了一副對(duì)聯(lián)，上聯(lián)是“杯中冰水，水放熱結(jié)冰溫度不降”；下聯(lián)是“盤內(nèi)水冰，冰吸熱化水溫度未升”。該對(duì)聯(lián)先后包含的兩種物態(tài)變化分別是
和
，它還說明了冰是一種
(選填“晶體”或“非晶體”)。
【變式1-7】
如圖甲所示是“探究物質(zhì)熔化的特點(diǎn)”的裝置，實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：
圖6－5－6
加熱時(shí)間/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
物質(zhì)的溫度/℃
－2
－1
0
0
0
0
0
2
4
6
8
(1)由數(shù)據(jù)可知：該物質(zhì)是
(選填“晶體”或“非晶體”)，其熔點(diǎn)為
℃。
(2)在讀取溫度計(jì)的示數(shù)時(shí)，圖乙中讀數(shù)方法正確的是
(選填“A”“B”或“C”)。
(3)物質(zhì)在熔化過程中不斷吸熱，溫度不變，分子運(yùn)動(dòng)
(選填“加快”“減慢”或“不變”)。
(4)實(shí)驗(yàn)收集多組數(shù)據(jù)是為了
(選填“尋找普遍規(guī)律”或“減小實(shí)驗(yàn)誤差”)。
【變式1-8】
如圖所示，圖甲為某物質(zhì)的凝固圖像。
(1)根據(jù)圖像可知該物質(zhì)為
(選填“晶體”或“非晶體”)，它從第
min開始凝固，第25min時(shí)該物質(zhì)處于
態(tài)。
(2)若將裝有冰水混合物的試管放入正在熔化的該物質(zhì)中(如圖乙)，則試管內(nèi)的冰將
(選填“變多”“變少”或“不變”)。
考點(diǎn)2：晶體與非晶體的區(qū)別
【例2】
固體分為晶體和非晶體的依據(jù)是(　
　)
是否是金屬
B．有無一定的熔點(diǎn)
C．軟硬程度
D．是否會(huì)熔化
【變式2-1】
下列物質(zhì)中，屬于非晶體的是(　
　)
石英
B．螢石
C．玻璃
D．石墨
【變式2-2】
如圖所示，根據(jù)該固體的熔化曲線圖，下列說法正確的是(　
　)
A．該固體是晶體，有熔點(diǎn)
B．該固體是非晶體，有熔點(diǎn)
C．該固體是晶體，無熔點(diǎn)
D．該固體是非晶體，無熔點(diǎn)
【變式2-3】
固體分晶體和非晶體兩種，在①冰、②石蠟、③松香、④鐵、⑤海波、⑥瀝青這些物質(zhì)中，屬于晶體的有
。(填序號(hào))它們的根本區(qū)別是
。
【變式2-4】
A、B兩種物質(zhì)在受熱過程中，溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，其中縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的溫度，橫坐標(biāo)表示加熱的時(shí)間。根據(jù)圖象回答：在A、B兩種物質(zhì)中，屬于晶體的是
B
，該晶體的熔點(diǎn)為
℃。
【變式2-5】
據(jù)物質(zhì)的物理特征可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類。下列分類中合理的是(　
　)
A．鐵、冰、玻璃是晶體
B．蠟、食鹽、水銀是非晶體
C．銅、鋁、鉆石是金屬
D．水、汽油、酒精常溫下是液體
【變式2-6】
海波的熔化圖像如圖所示。下列從圖像中獲得的信息不正確的是(　
　)
圖6－5－2
A．海波的熔點(diǎn)是48℃
B．海波是晶體，在BC段處于固液共存狀態(tài)
C．海波在BC段溫度不變，不吸收熱量
D．在CD段海波處于液態(tài)，吸收熱量
【變式2-7】
冰雕藝術(shù)是一種獨(dú)具魅力的藝術(shù)形式，有時(shí)冰雕作品也要在夏天或在氣溫較高的南方地區(qū)巡展，為了防止冰雕熔化，陳列冰雕作品的房間溫度要足夠低，但是，每多降溫1℃，制冷系統(tǒng)的耗電量就要增加很多。為了既不使冰雕熔化又能節(jié)約用電，房間溫度控制的最佳數(shù)值是(　
　)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
考點(diǎn)3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響
【例3】活性炭能凈水，主要是因?yàn)樗哂?　
　)
難溶性
B．穩(wěn)定性
C．吸附性
D．可燃性
【變式3-1】
在“一帶一路”偉大戰(zhàn)略實(shí)施中，代表中國(guó)智造的高鐵走在了前列。高鐵動(dòng)車與電路連接的石墨電刷沒有用到石墨的性質(zhì)是(　
　)
穩(wěn)定性
B．滑膩感
C．還原性
D．導(dǎo)電性
【變式3-2】
航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦可起到隔熱和保護(hù)作用，這主要是利用石墨(　
　)
A．熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
B．密度小
C．硬度小，有潤(rùn)滑作用
D．導(dǎo)電性
【變式3-3】
關(guān)于金剛石、石墨、C60的敘述，正確的是(　
　)
都屬于碳單質(zhì)
B．都由碳原子構(gòu)成
C．都具有導(dǎo)電性
D．完全燃燒產(chǎn)物不同
【變式3-4】
“碳海綿”是已知最輕的固體材料，主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單質(zhì))，具有疏松多孔結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于“碳海綿”性質(zhì)的推測(cè)一定有錯(cuò)誤的是(　
　)
A．碳海綿有吸附作用
B．碳海綿是灰黑色固體
C．碳海綿易溶解于水
D．碳海綿燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳
【變式3-5】
科學(xué)家成功地利用精密儀器從石墨中分離出單層的石墨片，這是目前世界上人工制得的最薄的材料，如圖所示。下列有關(guān)石墨片的說法錯(cuò)誤的是(　
　)
A．石墨片是一種單質(zhì)
B．石墨片與C60是同種物質(zhì)
C．石墨片具有導(dǎo)電性
D．石墨片在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2
【變式3-6】
C60的發(fā)現(xiàn)使人類了解到一個(gè)全新的碳世界，根據(jù)圖回答下列問題：
　　　　
(1)C60屬于
(填“單質(zhì)”或“化合物”)。
(2)C60這種物質(zhì)是由
(填“分子”或“原子”)構(gòu)成。
(3)C60與金剛石、石墨具有相似的
(填“化學(xué)”或“物理”)性質(zhì)。
【變式3-7】
C60是1985年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種物質(zhì)，下列關(guān)于它的敘述中，錯(cuò)誤的是(　
　)
①每個(gè)C60分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成②每個(gè)C60分子由60個(gè)碳元素組成③C60是一種單質(zhì)④C60是一種化合物
①③
B．②④
C．②③
D．①④
【例4】
近日徳國(guó)奧格斯堡大學(xué)研究人員制造出世界上最大的合成鉆石，研究人員在低壓條件下，采用一定方法激活含碳?xì)怏w，使其中的碳原子在基底上過飽和沉積、生長(zhǎng)成鉆石。合成鉆石的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)與天然鉆石基本相同，合成鉆石技術(shù)將更多應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。下列有關(guān)合成鉆石的說法不正確的是(　
　)
A．合成鉆石硬度很大
B．合成鉆石中碳原子間有間隔
C．合成鉆石中的碳原子在不停地運(yùn)動(dòng)
D．合成鉆石一定不能燃燒
【變式4-1】
下面是碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中小圓圈均代表碳原子。
(1)物質(zhì)甲的名稱叫
，利用它硬度大的性質(zhì)可以制作
。
(2)物質(zhì)乙層與層之間能發(fā)生滑動(dòng)，具有滑膩感的特點(diǎn)，利用這一性質(zhì)可以做
。
(3)物質(zhì)丙的化學(xué)式為C60，它的一個(gè)分子是由60個(gè)碳
構(gòu)成的。
(4)以上三種物質(zhì)都是由碳元素組成的單質(zhì)，但物理性質(zhì)卻有很大差異，原因是
。
【變式4-2】
多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進(jìn)“碳”的世界。
(1)碳元素形成的單質(zhì)除金剛石、石墨外，還有一種物質(zhì)的分子類似足球狀，這種物質(zhì)的化學(xué)式為
。
(2)2013年3月，浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料——“碳海綿”(如圖所示)，由碳元素組成，具有多孔結(jié)構(gòu)，彈性好。它對(duì)石油有很強(qiáng)的吸附能力(不吸水)，將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀。下列關(guān)于碳海綿的說法正確的是
(填字母序號(hào))
A．具有吸附性
B．可重復(fù)利用
C．可處理海上石油泄露
(3)過多的CO2加劇了“溫室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球變暖，人類應(yīng)該大力控制CO2的排放，倡導(dǎo)低碳生活，下列不符合低碳生活理念的是
(填序號(hào))
A．少買不必要的衣服
B．洗碗時(shí)不間斷地放水沖洗
C．使用節(jié)能電器
D．少開私家車，多乘公交工具
【變式4-3】
經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定某物質(zhì)中只含有碳元素，則這種物質(zhì)(　
　)
A．一定是金剛石或石墨中的一種
B．一定是木炭或活性炭中的一種
C．一定是碳元素的一種單質(zhì)
D．可能是碳單質(zhì)
【變式4-4】
十八世紀(jì)，拉瓦錫用放大鏡聚集日光使玻璃罩內(nèi)的金剛石燃燒，得到二氧化碳。坦南特進(jìn)一步研究確認(rèn)金剛石僅由碳元素組成。下列說法錯(cuò)誤的是(　
　)
A．金剛石燃燒過程放出熱量
B．金剛石屬于化合物
C．金剛石具有可燃性
D．聚集日光可以使溫度達(dá)到金剛石的著火點(diǎn)
【變式4-5】
石墨烯是“新材料之王”，它是由碳原子構(gòu)成，且只有一層原子厚度的晶體。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能最好的材料。關(guān)于石墨烯的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是(　
　)
A．構(gòu)成：碳原子
B．結(jié)構(gòu)：微粒排列方式不同于石墨
C．性質(zhì)：可燃性
D．用途：用作超輕隔熱材料
【變式4-6】
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了純碳新材料“碳納米泡沫”，每個(gè)泡沫由許多團(tuán)簇組成，每個(gè)團(tuán)簇含有約4000個(gè)碳原子。“碳納米泡沫”是目前世上最輕的物質(zhì)之一，密度為2mg/cm3，有鐵磁性，是熱電的不良導(dǎo)體。下列說法不正確的是(　
　)
A．“碳納米泡沫”由碳元素組成
B．“碳納米泡沫”和金剛石的性質(zhì)相同
C．“碳納米泡沫”能被磁鐵吸引，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
D．“碳納米泡沫”能浮在水面上
四.課堂訓(xùn)練
一、選擇題
1．在嚴(yán)寒的冬季，怡臣同學(xué)到滑雪場(chǎng)滑雪，恰逢有一塊空地正在人工造雪，發(fā)現(xiàn)造雪機(jī)在工作過程中，不斷將水吸入，并持續(xù)從造雪機(jī)的前方噴出“白霧“，而在“白霧”下方，已經(jīng)積了厚厚的一層“白雪”，如圖所示。對(duì)于造雪機(jī)在造雪過程中，水這種物質(zhì)發(fā)生的最主要的物態(tài)變化，下列說法中正確的是（
）
凝固
B．凝華
C．升華
D．液化
2．下列物態(tài)變化，需要吸熱的是
（
）
A．初春，皚皚的白雪開始消融
B．初夏，青青的小草掛上露珠
C．深秋，紅紅的蘋果蒙上白霜
D．嚴(yán)冬，靜靜的池塘覆上薄冰
3．科學(xué)家用有機(jī)分子和球形籠狀分子，首次制成了“納米車”（如圖）。“納米車”底盤和輪軸由一種有機(jī)分子構(gòu)成，而輪軸末端是四個(gè)球形籠狀的C60分子制成的輪子。“納米車”可以用來運(yùn)輸單個(gè)的有機(jī)分子，生產(chǎn)復(fù)雜的材料或藥物。下列有關(guān)“納米車”的說法不正確的是（
）
A．C60是一種新型的非金屬單質(zhì)
B．“納米車”是混合物
C．“納米車”運(yùn)輸單個(gè)的有機(jī)分子的過程肉眼可見
D．“納米車”研制成功說明人類操縱分子技術(shù)又進(jìn)入一個(gè)新的階段
4．坩堝是冶煉金屬用的一種陶瓷鍋，能夠耐高溫．坩堝內(nèi)盛有錫塊，坩堝放在電爐上加熱，錫在逐漸熔化的過程中（??
）
A．要不斷吸熱，溫度不斷上升????????
B．要不斷放熱，溫度不斷上升
C．要不斷吸熱，溫度保持不變???????
D．要不斷放熱，溫度保持不變
5．一盆0
℃的水放在0
℃的環(huán)境里，用電風(fēng)扇對(duì)它吹風(fēng)，經(jīng)過一段時(shí)間后（
）
A．水根本不結(jié)冰
B．水可以結(jié)冰，結(jié)冰后質(zhì)量不變
C．水可以結(jié)冰，但結(jié)冰后質(zhì)量小于開始時(shí)水的質(zhì)量
D．水可以結(jié)冰，結(jié)冰后環(huán)境的溫度降低
6．今年春節(jié)前后我國(guó)南方部分地區(qū)遭遇了低溫雨雪天氣，以下說法中不正確的是（
）
A．霧凇是水蒸氣的凝固現(xiàn)象
B．路面結(jié)冰需要交通管制是因?yàn)檐囕喤c冰面間的摩擦力太小
C．向公路冰面上撒鹽是利用降低熔點(diǎn)的方法來化冰
D．竹子被冰雪壓“彎了腰”，說明力可以使物體發(fā)生形變
7．下列現(xiàn)象中，能表明分子在不停地運(yùn)動(dòng)的是
（
）
A．煙霧繚繞
B．花香怡人
C．雪花飄飄
D．塵土飛揚(yáng)
8．下列材料，既是晶體又是導(dǎo)體的是（
）
A．塑料
B．冰
C．陶瓷
D．鐵
9．下列說法正確的是（
）
A．晶體熔化時(shí)溫度不斷上升
B．非晶體凝固時(shí)溫度保持不變
C．物質(zhì)熔化時(shí)都要在一定溫度下進(jìn)行
D．物質(zhì)凝固時(shí)都要放出熱量
10．關(guān)于碳元素組成的幾種單質(zhì)敘述錯(cuò)誤的是
（
）
A．石墨是最軟的礦物之一
B．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)
C．石墨是最優(yōu)良的絕緣材料
D．C60是新型超導(dǎo)材料
11．如圖所示是某物質(zhì)加熱變成液態(tài)時(shí)的溫度隨時(shí)間變化的曲線．觀察圖象并回答：
（1）物質(zhì)開始加熱時(shí)的溫度是
；
（2）這種物質(zhì)是
（填“晶體”或“非晶體”）；
（3）物質(zhì)的熔點(diǎn)是
，熔化過程用了
min；
（4）BC段表示物質(zhì)處于
狀態(tài)。
12．在物質(zhì)的各大家族中，有一家兄弟多：老大骨頭硬，光彩照人，身價(jià)百萬；老二又軟又滑，生活學(xué)習(xí)都有它；老三似足球，科研工作者喜歡它。
（1）舉出老大的一種用途_________________________。
（2）請(qǐng)你猜出老二是________，用途有______________。
（3）請(qǐng)寫出老三的化學(xué)式___________________。
晶體都有一定熔化溫度和凝固溫度分別叫做_____、______。同一種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)_______，非晶體沒有一定的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)；熔點(diǎn)與物質(zhì)的_____
和_____有關(guān)。
14．下面是碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中小圓圈均代表碳原子。
（1）在物質(zhì)甲的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳原子最多連有______個(gè)碳原子。
（2）根據(jù)乙物質(zhì)層與層之間能發(fā)生滑動(dòng)，具有滑膩感的特點(diǎn)，寫出它的一種用途_________。
（3）圖中物質(zhì)丙的化學(xué)式為C60，已知硅的一種單質(zhì)也有與物質(zhì)丙相同的原子數(shù)和類似的結(jié)
構(gòu)，有科學(xué)家嘗試把物質(zhì)丙的一個(gè)分子放進(jìn)硅的這種單質(zhì)的一個(gè)分子中，反應(yīng)形成一種新型分子，該分子的化學(xué)式為_________。
15．請(qǐng)你將下列物質(zhì)分為兩類：屬于晶體的是：______;
屬于非晶體的是：______（均填序號(hào)）。
①
海波
②
玻璃
③
橡膠
④
冰
⑤
水晶
⑥
松香
16．冷的冬天，某興趣小組發(fā)現(xiàn)，一根兩端拴有重物的細(xì)金屬絲，掛在一個(gè)粗大的冰塊上，一段時(shí)間后，出現(xiàn)了如下有趣的現(xiàn)象：細(xì)金屬絲割穿了冰塊，而冰塊保持完整。
他們對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了討論，認(rèn)為這是由于冰的熔化和凝固引起的。關(guān)于冰熔化的原因。他們提出了以下三種猜想：
猜想1：冰塊的厚度小；
猜想2：金屬絲的溫度低；
猜想3：金屬絲對(duì)冰塊的壓強(qiáng)大。
（1）為了驗(yàn)證猜想1是否正確，只改變冰塊的厚度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，金屬絲都能割穿冰塊。這說明猜想1是_________的。
（2）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，他們經(jīng)過討論，斷定猜想2是錯(cuò)誤的．你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是_____________。
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想3是否正確，簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案。
簡(jiǎn)要做法：_______________________；
如何判斷：_______________________。
Syman6.5
固態(tài)物質(zhì)
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
了解自然界中物質(zhì)存在的三種狀態(tài)
了解晶體和非晶體
了解金剛石、石墨的區(qū)別
知識(shí)點(diǎn)梳理
知識(shí)點(diǎn)梳理一、物質(zhì)的狀態(tài)
物質(zhì)狀態(tài)是指一種物質(zhì)出現(xiàn)不同的相。物質(zhì)是由分子、
原子構(gòu)成的。通常所見的物質(zhì)有三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。另外，物質(zhì)還有“等離子態(tài)”、“超臨界態(tài)”“超固態(tài)”以及“中子態(tài)”等。
1、固態(tài)
嚴(yán)格地說，物理上的固態(tài)應(yīng)當(dāng)指“結(jié)晶態(tài)”，也就是各種各樣晶體所具有的狀態(tài)。最常見的晶體是食鹽（化學(xué)成份是氯化鈉，化學(xué)符號(hào)是NaCl）。你拿一粒食鹽觀察（最好是粗制鹽），可以看到它由許多立方形晶體構(gòu)成。如果你到地質(zhì)博物館還可以看到許多顏色、形狀各異的規(guī)則晶體，十分漂亮。物質(zhì)在固態(tài)時(shí)的突出特征是有一定的體積和幾何形狀，在不同方向上物理性質(zhì)可以不同（稱為“各向異性”）；有一定的熔點(diǎn)，就是熔化時(shí)溫度不變。
在固體中，分子或原子有規(guī)則地周期性排列著，就像我們?nèi)w做操時(shí)，人與人之間都等距離地排列一樣。每個(gè)人在一定位置上運(yùn)動(dòng)，就像每個(gè)分子或原子在各自固定的位置上做振動(dòng)一樣。我們將晶體的這種結(jié)構(gòu)稱為“空間點(diǎn)陣”結(jié)構(gòu)。
2、液態(tài)
液體有流動(dòng)性，把它放在什么形狀的容器中它就有什么形狀。此外與固體不同，液體還有“各向同性”特點(diǎn)（不同方向上物理性質(zhì)相同），這是因?yàn)椋矬w由固態(tài)變成液態(tài)的時(shí)候，由于溫度的升高使得分子或原子運(yùn)動(dòng)劇烈，而不可能再
保持原來的固定位置，于是就產(chǎn)生了流動(dòng)。但這時(shí)分子或原子間的吸引力還比較大，使它們不會(huì)分散遠(yuǎn)離，于是液體仍有一定的體積。實(shí)際上，在液體內(nèi)部許多小的區(qū)域仍存在類似晶體的結(jié)構(gòu)——“類晶區(qū)”。流動(dòng)性是“類晶區(qū)”彼此間可以移動(dòng)形成的。我們打個(gè)比喻，在柏油路上送行的“車流”，每輛汽車內(nèi)的人是有固定位置的一個(gè)“類晶區(qū)”，而車與車之間可以相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這就造成了車隊(duì)整體的流動(dòng)。
3、氣態(tài)
液體加熱會(huì)變成氣態(tài)。這時(shí)分子或原子運(yùn)動(dòng)更劇烈，“類晶區(qū)”也不存在了。由于分子或原子間的距離增大，它們之間的引力可以忽略，因此氣態(tài)時(shí)主要表現(xiàn)為分子或原子各自的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致了我們所知的氣體特性：有流動(dòng)性，沒有固定的形狀和體積，能自動(dòng)地充滿任何容器；容易壓縮；物理性質(zhì)“各向同性”。
顯然，液態(tài)是處于固態(tài)和氣態(tài)之間的形態(tài)。
知識(shí)點(diǎn)梳理二、晶體和非晶體
1、晶體
晶體是由大量微觀物質(zhì)單位（原子、離子、分子等）按一定規(guī)則有序排列的結(jié)構(gòu)，因此可以從結(jié)構(gòu)單位的大小來研究判斷排列規(guī)則和晶體形態(tài)。
特點(diǎn)：
（1）自然凝結(jié)的、不受外界干擾而形成的晶體擁有整齊規(guī)則的幾何外形，即晶體的自范性。
（2）晶體擁有固定的熔點(diǎn)，在熔化過程中，溫度始終保持不變。
（3）單晶體有各向異性的特點(diǎn)。
（4）晶體可以使X光發(fā)生有規(guī)律的衍射。
宏觀上能否產(chǎn)生X光衍射現(xiàn)象，是實(shí)驗(yàn)上判定某物質(zhì)是不是晶體的主要方法。
晶體相對(duì)應(yīng)的晶面角相等，稱為晶面角守恒。
結(jié)構(gòu)：晶體按其結(jié)構(gòu)粒子和作用力的不同可分為四類：離子晶體、原子晶體、分子晶體和金屬晶體。
具有整齊規(guī)則的幾何外形、固定熔點(diǎn)和各向異性的固態(tài)物質(zhì)，是物質(zhì)存在的一種基本形式。固態(tài)物質(zhì)是否為晶體，一般可由X射線衍射法予以鑒定。
晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的質(zhì)點(diǎn)（原子、離子、分子、原子團(tuán)）有規(guī)則地在三維空間呈周期性重復(fù)排列，組成一定形式的晶格，外形上表現(xiàn)為一定形狀的幾何多面體。組成某種幾何多面體的平面稱為晶面，由于生長(zhǎng)的條件不同，晶體在外形上可能有些歪斜，但同種晶體晶面間夾角（晶面角）是一定的，稱為晶面角不變?cè)怼?br/>晶體按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為七大晶系和14種晶格類型。晶體都有一定的對(duì)稱性，有32種對(duì)稱元素系，對(duì)應(yīng)的對(duì)稱動(dòng)作群稱做晶體系點(diǎn)群。按照內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間作用力性質(zhì)不同，晶體可分為離子晶體、原子晶體、分子晶體、金屬晶體等四大典型晶體，如食鹽、金剛石、干冰和各種金屬等。同一晶體也有單晶和多晶(或粉晶)的區(qū)別。在實(shí)際中還存在混合型晶體。
2、非晶體
非晶體又稱無定形體內(nèi)部原子或分子的排列呈現(xiàn)雜亂無章的分布狀態(tài)的固體稱為非晶體。
如玻璃、瀝青、松香、塑料、石蠟、橡膠等。非晶態(tài)固體包括非晶態(tài)電介質(zhì)、非晶態(tài)半導(dǎo)體、非晶態(tài)金屬。它們有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)。例如金屬玻璃（非晶態(tài)金屬）比一般（晶態(tài)）金屬的強(qiáng)度高、彈性好、硬度和韌性高、抗腐蝕性好、導(dǎo)磁性強(qiáng)、電阻率高等。這使非晶態(tài)固體有多方面的應(yīng)用。它是一個(gè)正在發(fā)展中的新的研究領(lǐng)域，得到迅速的發(fā)展。
晶體與非晶體之間在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。例如，把石英晶體熔化并迅速冷卻，可以得到石英玻璃。將非晶半導(dǎo)體物質(zhì)在一定溫度下熱處理，可以得到相應(yīng)的晶體。可以說，晶態(tài)和非晶態(tài)是物質(zhì)在不同條件下存在的兩種不同的固體狀態(tài)，晶態(tài)是熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)。
3、晶體和非晶體的區(qū)別
①本質(zhì)區(qū)別
晶體有自范性，非晶體無自范性。
物理性質(zhì)
晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間成周期性重復(fù)排列的固體，具有長(zhǎng)程有序，并成周期性重復(fù)排列。
非晶體是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間不成周期性重復(fù)排列的固體，具有近程有序，但不具有長(zhǎng)程有序。外形為無規(guī)則形狀的固體。
晶體有各向異性，非晶體多數(shù)是各向同性。晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體無固定的熔點(diǎn)，它的熔化過程中溫度隨加熱不斷升高。
②微觀結(jié)構(gòu)
晶體和非晶體所以含有不同的物理性質(zhì)，主要是由于它的微觀結(jié)構(gòu)不同。
組成晶體的微粒——原子是對(duì)稱排列的，形成很規(guī)則的幾何空間點(diǎn)陣；空間點(diǎn)陣排列成不同的形狀，就在宏觀上呈現(xiàn)為晶體不同的獨(dú)特幾何形狀；組成點(diǎn)陣的各個(gè)原子之間，都相互作用著，它們的作用主要是靜電力；對(duì)每一個(gè)原子來說，其他原子對(duì)它作用的總效果，使它們都處在勢(shì)能最低的狀態(tài)，因此很穩(wěn)定，宏觀上就表現(xiàn)為形狀固定，且不易改變；晶體內(nèi)部原子有規(guī)則的排列，引起了晶體各向不同的物理性質(zhì)；如果外力沿平行晶面的方向作用，則晶體就很容易滑動(dòng)（變形），這種變形還不易恢復(fù)，稱為晶體的范性；從這里可以看出沿晶面的方向，其彈性限度小，只要稍加力，就超出了其彈性限度，使其不能復(fù)原，而沿其他方向則彈性限度很大，能承受較大的壓力、拉力而仍滿足虎克定律；當(dāng)晶體吸收熱量時(shí)，由于不同方向原子排列疏密不同，間距不同，吸收的熱量多少也不同，于是表現(xiàn)為有不同的傳熱系數(shù)和膨脹系數(shù)。
而非晶體一般沒有這結(jié)構(gòu)。
當(dāng)晶體從外界吸收熱量時(shí)，其內(nèi)部分子、原子的平均動(dòng)能增大，溫度也開始升高，但并不破壞其空間點(diǎn)陣，仍保持有規(guī)則排列。繼續(xù)吸熱達(dá)到一定的溫度——熔點(diǎn)時(shí)，其分子、原子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度可以破壞其有規(guī)則的排列，空間點(diǎn)陣也開始解體，于是晶體開始變成液體。
在晶體從固體向液體的轉(zhuǎn)化過程中，吸收的熱量用來一部分一部分地破壞晶體的空間點(diǎn)陣，所以固液混合物的溫度并不升高。當(dāng)晶體完全熔化后，隨著從外界吸收熱量，溫度又開始升高。而非晶體由于分子、原子的排列不規(guī)則，吸收熱量后不需要破壞其空間點(diǎn)陣，只用來提高平均動(dòng)能，所以當(dāng)從外界吸收熱量時(shí)，便由硬變軟，最后變成液體。
知識(shí)點(diǎn)梳理三、金剛石與石墨
石墨與金剛石都由碳原子構(gòu)成，但是因?yàn)樵优帕蟹绞讲煌瑢?dǎo)致很多物理性質(zhì)有很大差異。石墨與金剛石有著原子排列方式、色態(tài)、硬度、導(dǎo)電性、密度、熔點(diǎn)的區(qū)別。
金剛石簡(jiǎn)介，俗稱“金剛鉆”，它是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，化學(xué)式為C，也是常見的鉆石的原身。金剛石是自然界中天然存在的最堅(jiān)硬的物質(zhì)。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業(yè)中的切割工具，也是一種貴重寶石。
石墨簡(jiǎn)介：石墨是碳的一種同素異形體，為灰黑色、不透明固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕，同酸、堿等藥劑不易發(fā)生反應(yīng)。在氧氣中燃燒生成二氧化碳，可被強(qiáng)氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化。可用作抗磨劑、潤(rùn)滑劑，高純度石墨用作原子反應(yīng)堆中的中子減速劑，還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。
原子排列方式不同：
（1）石墨：石墨是層狀的結(jié)構(gòu)，就一個(gè)片層而言，每1個(gè)碳原子會(huì)與其周圍的3個(gè)碳原子通過強(qiáng)烈的相互作用緊密結(jié)合，“緊密結(jié)合”的兩個(gè)碳原子之間的距離約為0.142nm。
在石墨中層與層之間相距為0.335nm，由于距離比較大，碳原子的相互作用較弱，因此很容易沿著與層面平行的方向滑動(dòng)、裂解，所以石墨很軟、有滑膩感。
金剛石：金剛石的結(jié)構(gòu)模型是每個(gè)碳原子都與周圍的4個(gè)碳原子通過強(qiáng)烈的相互作用緊密結(jié)合。“緊密結(jié)合”的兩個(gè)碳原子之間的距離約為0.155nm，從而形成致密的三維結(jié)構(gòu)，正是這種致密的結(jié)構(gòu)，使得金剛石成為天然存在的最堅(jiān)硬的物質(zhì)。
典型例題
考點(diǎn)1：物態(tài)變化的特點(diǎn)
【例1】
小明通過學(xué)習(xí)得到下面幾個(gè)結(jié)論，請(qǐng)幫他補(bǔ)充完整。
(1)酒精的凝固點(diǎn)是－117℃，它在－115℃時(shí)是
態(tài)，在－120℃時(shí)是
態(tài)。
(2)鋼塊化成鋼水時(shí)，鋼塊要
熱；水結(jié)成冰時(shí)，水要
熱。
(3)冬天北方農(nóng)村的菜窖里放幾桶水，菜就不易凍壞，這是因?yàn)樗?br/>時(shí)會(huì)
熱，因此窖內(nèi)溫度不致太
。
(4)小明針對(duì)本單元所學(xué)的知識(shí)列出了下面的表格，請(qǐng)幫他填寫完整。
固體分類
舉例
熔化過程
是否吸熱
溫度
有無熔點(diǎn)
晶體
冰
非晶體
蠟
【答案】（1）液；固；（2）吸；放；（3）凝固；放；低；（4）
固體分類
舉例
熔化過程
是否吸熱
溫度
有無熔點(diǎn)
晶體
冰
是
不變
有
非晶體
蠟
是
上升
無
【變式1-1】
冰雕藝術(shù)是一種獨(dú)具魅力的藝術(shù)形式，有時(shí)冰雕作品也要在夏天或在氣溫較高的南方地區(qū)巡展，為了防止冰雕熔化，陳列冰雕作品的房間溫度要足夠低，但是，每多降溫1℃，制冷系統(tǒng)的耗電量就要增加很多。為了既不使冰雕熔化又能節(jié)約用電，房間溫度控制的最佳數(shù)值是(　
　)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
【答案】B
【解析】根據(jù)晶體熔化的特點(diǎn)來分析，冰的熔點(diǎn)為
0℃，其熔化特點(diǎn)是當(dāng)溫度達(dá)到0℃即熔點(diǎn)時(shí)，要繼續(xù)吸收熱量才會(huì)熔化，也就是說，如果在0℃的狀態(tài)下，冰是不會(huì)熔化的，而高于熔點(diǎn)時(shí)，冰肯定會(huì)熔化，所以溫度最好控制在0℃，即節(jié)能，冰又不會(huì)熔化。
【變式1-2】
把盛有碎冰塊的大試管插入燒杯里碎冰塊中，用酒精燈對(duì)燒杯底部慢慢加熱，如圖所示。
當(dāng)燒杯中的冰塊大部分熔化時(shí)，試管中的冰(　
　)
A．也熔化一部分
B．全部熔化
C．一點(diǎn)都沒熔化
D．下邊的熔化，上邊的沒熔化
【答案】C
【解析】
冰是晶體，若給燒杯中的冰加熱時(shí)，燒杯中的冰會(huì)熔化，但在冰的熔化過程中溫度為0℃，保持不變，所以試管中的冰能達(dá)到熔點(diǎn)0℃，但試管中的冰和燒杯中的冰的溫度相同，試管中的冰不能從燒杯中繼續(xù)吸熱，所以不能熔化。
【變式1-3】
追蹤考察動(dòng)物種群分布的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一大型動(dòng)物在沙灘上留下的一組較深的腳印，隨行的工作人員用蠟塊熔化后澆鑄成腳印的模型來判斷動(dòng)物的身高、體重等。圖中最能正確反映蠟塊物態(tài)變化過程的圖像是(　
　)
【答案】A
【解析】蠟是非晶體，沒有一定的熔化溫度，也沒有一定的凝固溫度。蠟是先熔化后凝固，所以溫度是先升高再降低。
【變式1-4】
如圖所示是甲、乙、丙、丁四種固體的熔化或凝固圖像，由此圖像可以判斷(　
　)
A．丙、丁是晶體，甲、乙是非晶體
B．乙、丁是非晶體，甲、丙是晶體
C．乙、丁是非晶體，甲的熔點(diǎn)比丙高
D．丁是凝固圖像，甲的熔點(diǎn)比乙高
【答案】B
【解析】
從圖中可以看出甲、丙在熔化過程中有一段時(shí)間溫度保持不變，所以甲、丙是晶體，乙在整個(gè)過程中溫度不斷升高，所以乙是非晶體；從圖中還可以看出，丙的熔點(diǎn)高于甲的熔點(diǎn)，丁圖是非晶體的凝固圖像。
【變式1-5】
質(zhì)量相同的甲、乙兩種物質(zhì)從固態(tài)開始加熱，它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)吸收的熱量相等，加熱時(shí)間都為6min，它們的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是(　
　)
A．甲在3～6min內(nèi)是液態(tài)
B．甲是晶體，乙是非晶體
C．在4～6min內(nèi)，甲不吸收熱量，所以溫度不變
D．在固態(tài)時(shí)，甲的吸熱本領(lǐng)小于乙
【答案】D
【解析】
由圖可以看出甲為晶體，3～6min內(nèi)處于熔化的過程中，是固液共存狀態(tài)；在加熱一定時(shí)間后，甲的溫度不變，故能判斷甲是晶體，而乙雖然溫度一直升高，可能還沒達(dá)到熔點(diǎn)，可能是晶體，也可能是非晶體；在4～6min內(nèi)，甲吸收熱量，溫度保持不變；燒杯內(nèi)物質(zhì)在相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同，當(dāng)吸收的熱量和質(zhì)量都相同時(shí)，溫度變化越大吸熱本領(lǐng)就越小，在0～3min內(nèi)甲升高的溫度大于乙升高的溫度，故甲的吸熱本領(lǐng)小于乙。
【變式1-6】
學(xué)習(xí)物態(tài)變化時(shí)，老師寫了一副對(duì)聯(lián)，上聯(lián)是“杯中冰水，水放熱結(jié)冰溫度不降”；下聯(lián)是“盤內(nèi)水冰，冰吸熱化水溫度未升”。該對(duì)聯(lián)先后包含的兩種物態(tài)變化分別是
和
，它還說明了冰是一種
(選填“晶體”或“非晶體”)。
【答案】凝固；熔化；晶體.
【解析】
水放熱結(jié)冰指的是凝固過程，冰吸熱化水指的是熔化過程；冰化水，溫度不變化，說明冰有固定的熔化溫度，是晶體。
【變式1-7】
如圖甲所示是“探究物質(zhì)熔化的特點(diǎn)”的裝置，實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：
圖6－5－6
加熱時(shí)間/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
物質(zhì)的溫度/℃
－2
－1
0
0
0
0
0
2
4
6
8
(1)由數(shù)據(jù)可知：該物質(zhì)是
(選填“晶體”或“非晶體”)，其熔點(diǎn)為
℃。
(2)在讀取溫度計(jì)的示數(shù)時(shí)，圖乙中讀數(shù)方法正確的是
(選填“A”“B”或“C”)。
(3)物質(zhì)在熔化過程中不斷吸熱，溫度不變，分子運(yùn)動(dòng)
(選填“加快”“減慢”或“不變”)。
(4)實(shí)驗(yàn)收集多組數(shù)據(jù)是為了
(選填“尋找普遍規(guī)律”或“減小實(shí)驗(yàn)誤差”)。
【答案】（1）晶體；0；（2）B；（3）加快；（4）尋找普遍規(guī)律.
【解析】
(1)由表格中的數(shù)據(jù)可知，該物質(zhì)在2～6min不斷吸收熱量，溫度保持不變，所以該物質(zhì)是晶體；熔化時(shí)溫度保持0℃不變，所以其熔點(diǎn)為0℃。(2)由圖乙知，A俯視，讀數(shù)會(huì)偏大，C仰視，讀數(shù)會(huì)偏小，B平視，讀數(shù)方法正確。(3)該物質(zhì)在熔化過程中溫度不變，但要不斷吸熱，分子運(yùn)動(dòng)加快。(4)實(shí)驗(yàn)收集多組數(shù)據(jù)是為了總結(jié)歸納得出普遍的規(guī)律，得到可靠的結(jié)論。
【變式1-8】
如圖所示，圖甲為某物質(zhì)的凝固圖像。
(1)根據(jù)圖像可知該物質(zhì)為
(選填“晶體”或“非晶體”)，它從第
min開始凝固，第25min時(shí)該物質(zhì)處于
態(tài)。
(2)若將裝有冰水混合物的試管放入正在熔化的該物質(zhì)中(如圖乙)，則試管內(nèi)的冰將
(選填“變多”“變少”或“不變”)。
【答案】（1）晶體；10；固；（2）變多.
【解析】（1）由圖像知道，整個(gè)過程中溫度有下降的趨勢(shì)，所以是凝固圖像；又因?yàn)樵撐镔|(zhì)在凝固過程中有溫度保持不變的階段，所以是晶體；該物質(zhì)從10min開始凝固，凝固點(diǎn)為－2℃，到20min結(jié)束，所以第25min時(shí)該物質(zhì)處于固態(tài)。（2）冰水混合物的溫度是0℃，而該物質(zhì)的溫度是－2℃；冰水混合物會(huì)向該物質(zhì)放熱，冰水混合物中的水會(huì)達(dá)到凝固結(jié)冰的條件，冰水混合物中的冰會(huì)變多。
考點(diǎn)2：晶體與非晶體的區(qū)別
【例2】
固體分為晶體和非晶體的依據(jù)是(　
　)
是否是金屬
B．有無一定的熔點(diǎn)
C．軟硬程度
D．是否會(huì)熔化
【答案】B
【變式2-1】
下列物質(zhì)中，屬于非晶體的是(　
　)
石英
B．螢石
C．玻璃
D．石墨
【答案】C
【變式2-2】
如圖所示，根據(jù)該固體的熔化曲線圖，下列說法正確的是(　
　)
A．該固體是晶體，有熔點(diǎn)
B．該固體是非晶體，有熔點(diǎn)
C．該固體是晶體，無熔點(diǎn)
D．該固體是非晶體，無熔點(diǎn)
【答案】D
【變式2-3】
固體分晶體和非晶體兩種，在①冰、②石蠟、③松香、④鐵、⑤海波、⑥瀝青這些物質(zhì)中，屬于晶體的有
。(填序號(hào))它們的根本區(qū)別是
。
【答案】①④⑤；有無熔點(diǎn).
【變式2-4】
A、B兩種物質(zhì)在受熱過程中，溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，其中縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的溫度，橫坐標(biāo)表示加熱的時(shí)間。根據(jù)圖象回答：在A、B兩種物質(zhì)中，屬于晶體的是
B
，該晶體的熔點(diǎn)為
℃。
【答案】80
【變式2-5】
據(jù)物質(zhì)的物理特征可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類。下列分類中合理的是(　
　)
A．鐵、冰、玻璃是晶體
B．蠟、食鹽、水銀是非晶體
C．銅、鋁、鉆石是金屬
D．水、汽油、酒精常溫下是液體
【答案】D
【解析】
玻璃是非晶體；食鹽、水銀是晶體；鉆石是非金屬。
【變式2-6】
海波的熔化圖像如圖所示。下列從圖像中獲得的信息不正確的是(　
　)
圖6－5－2
A．海波的熔點(diǎn)是48℃
B．海波是晶體，在BC段處于固液共存狀態(tài)
C．海波在BC段溫度不變，不吸收熱量
D．在CD段海波處于液態(tài)，吸收熱量
【答案】C
【解析】
由圖像可知海波的溫度上升到48℃時(shí)，吸熱溫度不再升高，即為熔點(diǎn)，所以海波是晶體，在BC段是熔化過程，處于固液共存狀態(tài)；海波在BC段溫度不變，但要吸收熱量；在CD段海波已完全熔化為液體，吸收熱量，溫度升高。
【變式2-7】
冰雕藝術(shù)是一種獨(dú)具魅力的藝術(shù)形式，有時(shí)冰雕作品也要在夏天或在氣溫較高的南方地區(qū)巡展，為了防止冰雕熔化，陳列冰雕作品的房間溫度要足夠低，但是，每多降溫1℃，制冷系統(tǒng)的耗電量就要增加很多。為了既不使冰雕熔化又能節(jié)約用電，房間溫度控制的最佳數(shù)值是(　
　)
A．5℃
B．0℃
C．－5℃
D．－10℃
【答案】B
【解析】
根據(jù)晶體熔化的特點(diǎn)來分析，冰的熔點(diǎn)為
0℃，其熔化特點(diǎn)是當(dāng)溫度達(dá)到0℃即熔點(diǎn)時(shí)，要繼續(xù)吸收熱量才會(huì)熔化，也就是說，如果在0℃的狀態(tài)下，冰是不會(huì)熔化的，而高于熔點(diǎn)時(shí)，冰肯定會(huì)熔化，所以溫度最好控制在0℃，即節(jié)能，冰又不會(huì)熔化。
考點(diǎn)3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響
【例3】活性炭能凈水，主要是因?yàn)樗哂?　
　)
難溶性
B．穩(wěn)定性
C．吸附性
D．可燃性
【答案】C
【變式3-1】
在“一帶一路”偉大戰(zhàn)略實(shí)施中，代表中國(guó)智造的高鐵走在了前列。高鐵動(dòng)車與電路連接的石墨電刷沒有用到石墨的性質(zhì)是(　
　)
穩(wěn)定性
B．滑膩感
C．還原性
D．導(dǎo)電性
【答案】C
【變式3-2】
航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦可起到隔熱和保護(hù)作用，這主要是利用石墨(　
　)
A．熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
B．密度小
C．硬度小，有潤(rùn)滑作用
D．導(dǎo)電性
【答案】A
【變式3-3】
關(guān)于金剛石、石墨、C60的敘述，正確的是(　
　)
都屬于碳單質(zhì)
B．都由碳原子構(gòu)成
C．都具有導(dǎo)電性
D．完全燃燒產(chǎn)物不同
【答案】A
【變式3-4】
“碳海綿”是已知最輕的固體材料，主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單質(zhì))，具有疏松多孔結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于“碳海綿”性質(zhì)的推測(cè)一定有錯(cuò)誤的是(　
　)
A．碳海綿有吸附作用
B．碳海綿是灰黑色固體
C．碳海綿易溶解于水
D．碳海綿燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳
【答案】C
【變式3-5】
科學(xué)家成功地利用精密儀器從石墨中分離出單層的石墨片，這是目前世界上人工制得的最薄的材料，如圖所示。下列有關(guān)石墨片的說法錯(cuò)誤的是(　
　)
A．石墨片是一種單質(zhì)
B．石墨片與C60是同種物質(zhì)
C．石墨片具有導(dǎo)電性
D．石墨片在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2
【答案】B
【變式3-6】
C60的發(fā)現(xiàn)使人類了解到一個(gè)全新的碳世界，根據(jù)圖回答下列問題：
　　　　
(1)C60屬于
(填“單質(zhì)”或“化合物”)。
(2)C60這種物質(zhì)是由
(填“分子”或“原子”)構(gòu)成。
(3)C60與金剛石、石墨具有相似的
(填“化學(xué)”或“物理”)性質(zhì)。
【答案】（1）單質(zhì)；（2）分子；（3）化學(xué).
【變式3-7】
C60是1985年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種物質(zhì)，下列關(guān)于它的敘述中，錯(cuò)誤的是(　
　)
①每個(gè)C60分子由60個(gè)碳原子構(gòu)成②每個(gè)C60分子由60個(gè)碳元素組成③C60是一種單質(zhì)④C60是一種化合物
①③
B．②④
C．②③
D．①④
【答案】B
【例4】
近日徳國(guó)奧格斯堡大學(xué)研究人員制造出世界上最大的合成鉆石，研究人員在低壓條件下，采用一定方法激活含碳?xì)怏w，使其中的碳原子在基底上過飽和沉積、生長(zhǎng)成鉆石。合成鉆石的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)與天然鉆石基本相同，合成鉆石技術(shù)將更多應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。下列有關(guān)合成鉆石的說法不正確的是(　
　)
A．合成鉆石硬度很大
B．合成鉆石中碳原子間有間隔
C．合成鉆石中的碳原子在不停地運(yùn)動(dòng)
D．合成鉆石一定不能燃燒
【答案】D
【變式4-1】
下面是碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中小圓圈均代表碳原子。
(1)物質(zhì)甲的名稱叫
，利用它硬度大的性質(zhì)可以制作
。
(2)物質(zhì)乙層與層之間能發(fā)生滑動(dòng)，具有滑膩感的特點(diǎn)，利用這一性質(zhì)可以做
。
(3)物質(zhì)丙的化學(xué)式為C60，它的一個(gè)分子是由60個(gè)碳
構(gòu)成的。
(4)以上三種物質(zhì)都是由碳元素組成的單質(zhì)，但物理性質(zhì)卻有很大差異，原因是
。
【答案】（1）金剛石；玻璃刀等；（2）潤(rùn)滑劑；（3）原子；（4）碳原子的排列方式不同.
【變式4-2】
多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進(jìn)“碳”的世界。
(1)碳元素形成的單質(zhì)除金剛石、石墨外，還有一種物質(zhì)的分子類似足球狀，這種物質(zhì)的化學(xué)式為
。
(2)2013年3月，浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料——“碳海綿”(如圖所示)，由碳元素組成，具有多孔結(jié)構(gòu)，彈性好。它對(duì)石油有很強(qiáng)的吸附能力(不吸水)，將吸入的石油擠出后仍可恢復(fù)原狀。下列關(guān)于碳海綿的說法正確的是
(填字母序號(hào))
A．具有吸附性
B．可重復(fù)利用
C．可處理海上石油泄露
(3)過多的CO2加劇了“溫室效應(yīng)”，導(dǎo)致全球變暖，人類應(yīng)該大力控制CO2的排放，倡導(dǎo)低碳生活，下列不符合低碳生活理念的是
(填序號(hào))
A．少買不必要的衣服
B．洗碗時(shí)不間斷地放水沖洗
C．使用節(jié)能電器
D．少開私家車，多乘公交工具
【答案】（1）C60；（2）A、B、C；（3）B.
【變式4-3】
經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定某物質(zhì)中只含有碳元素，則這種物質(zhì)(　
　)
A．一定是金剛石或石墨中的一種
B．一定是木炭或活性炭中的一種
C．一定是碳元素的一種單質(zhì)
D．可能是碳單質(zhì)
【答案】D
【解析】
由碳元素組成的單質(zhì)種類很多，比如金剛石、石墨、C60等；有可能是由碳元素組成的碳的幾種單質(zhì)的混合物，不一定是碳元素的單質(zhì)。
【變式4-4】
十八世紀(jì)，拉瓦錫用放大鏡聚集日光使玻璃罩內(nèi)的金剛石燃燒，得到二氧化碳。坦南特進(jìn)一步研究確認(rèn)金剛石僅由碳元素組成。下列說法錯(cuò)誤的是(　
　)
A．金剛石燃燒過程放出熱量
B．金剛石屬于化合物
C．金剛石具有可燃性
D．聚集日光可以使溫度達(dá)到金剛石的著火點(diǎn)
【答案】B
【解析】
金剛石是碳元素形成的單質(zhì)，具有可燃性，燃燒過程放出熱量；聚集日光，能使溫度達(dá)到金剛石的著火點(diǎn)，使金剛石燃燒。
【變式4-5】
石墨烯是“新材料之王”，它是由碳原子構(gòu)成，且只有一層原子厚度的晶體。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能最好的材料。關(guān)于石墨烯的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是(　
　)
A．構(gòu)成：碳原子
B．結(jié)構(gòu)：微粒排列方式不同于石墨
C．性質(zhì)：可燃性
D．用途：用作超輕隔熱材料
【答案】D
【解析】
由題中信息可知石墨烯是導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最好的材料，故不適用于作隔熱材料。
【變式4-6】
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了純碳新材料“碳納米泡沫”，每個(gè)泡沫由許多團(tuán)簇組成，每個(gè)團(tuán)簇含有約4000個(gè)碳原子。“碳納米泡沫”是目前世上最輕的物質(zhì)之一，密度為2mg/cm3，有鐵磁性，是熱電的不良導(dǎo)體。下列說法不正確的是(　
　)
A．“碳納米泡沫”由碳元素組成
B．“碳納米泡沫”和金剛石的性質(zhì)相同
C．“碳納米泡沫”能被磁鐵吸引，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
D．“碳納米泡沫”能浮在水面上
【答案】B
【解析】
“碳納米泡沫”由許多團(tuán)簇組成，每個(gè)團(tuán)簇含有約4000個(gè)碳原子，所以“碳納米泡沫”由碳元素組成；“碳納米泡沫”和金剛石的組成相同但結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不相同；“碳納米泡沫”有鐵磁性，能被磁鐵吸引，碳常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；“碳納米泡沫”密度為2mg/cm3，密度很小，能浮在水面上。
四.課堂訓(xùn)練
一、選擇題
1．在嚴(yán)寒的冬季，怡臣同學(xué)到滑雪場(chǎng)滑雪，恰逢有一塊空地正在人工造雪，發(fā)現(xiàn)造雪機(jī)在工作過程中，不斷將水吸入，并持續(xù)從造雪機(jī)的前方噴出“白霧“，而在“白霧”下方，已經(jīng)積了厚厚的一層“白雪”，如圖所示。對(duì)于造雪機(jī)在造雪過程中，水這種物質(zhì)發(fā)生的最主要的物態(tài)變化，下列說法中正確的是（
）
凝固
B．凝華
C．升華
D．液化
【答案】A
【解析】
人工造雪機(jī)在造雪時(shí)，吸入大量的水而產(chǎn)生雪，因此這個(gè)“雪”是由“水”變化來的，屬于凝固現(xiàn)象．
2．下列物態(tài)變化，需要吸熱的是
（
）
A．初春，皚皚的白雪開始消融
B．初夏，青青的小草掛上露珠
C．深秋，紅紅的蘋果蒙上白霜
D．嚴(yán)冬，靜靜的池塘覆上薄冰
【答案】A
【解析】
A．春天，白雪開始融化；是固態(tài)的雪熔化為液態(tài)的水，此過程吸熱；故A項(xiàng)符合題意；
B．夏天，草葉上形成“露珠”，是空氣中的水蒸氣遇冷液化為液態(tài)的小水滴，附著在植被表面，此過程放熱；故B項(xiàng)不符合題意；
C．深秋，紅紅的蘋果蒙上白霜，是濕潤(rùn)的空氣屬于凝華，要放熱。故C項(xiàng)不符合題意；
D．嚴(yán)冬，靜靜的池塘覆上薄冰，屬于凝固，要放熱。不符合題意。故D項(xiàng)不符合題意；
3．科學(xué)家用有機(jī)分子和球形籠狀分子，首次制成了“納米車”（如圖）。“納米車”底盤和輪軸由一種有機(jī)分子構(gòu)成，而輪軸末端是四個(gè)球形籠狀的C60分子制成的輪子。“納米車”可以用來運(yùn)輸單個(gè)的有機(jī)分子，生產(chǎn)復(fù)雜的材料或藥物。下列有關(guān)“納米車”的說法不正確的是（
）
A．C60是一種新型的非金屬單質(zhì)
B．“納米車”是混合物
C．“納米車”運(yùn)輸單個(gè)的有機(jī)分子的過程肉眼可見
D．“納米車”研制成功說明人類操縱分子技術(shù)又進(jìn)入一個(gè)新的階段
【答案】C
【解析】
A、C60是由碳元素組成的純凈物，是一種新型的非金屬單質(zhì)。正確；
B、“納米車”是由有機(jī)分子和球形籠狀分子等物質(zhì)組成的，屬于混合物。正確；
C、“納米車”運(yùn)輸單個(gè)的有機(jī)分子的過程肉眼看不到。錯(cuò)誤；
D、“納米車”研制成功說明人類操縱分子技術(shù)又進(jìn)入一個(gè)新的階段。正確。
4．坩堝是冶煉金屬用的一種陶瓷鍋，能夠耐高溫．坩堝內(nèi)盛有錫塊，坩堝放在電爐上加熱，錫在逐漸熔化的過程中（??
）
A．要不斷吸熱，溫度不斷上升????????
B．要不斷放熱，溫度不斷上升
C．要不斷吸熱，溫度保持不變???????
D．要不斷放熱，溫度保持不變
【答案】C
【解析】
錫是金屬，是晶體，晶體在熔化過程中吸收熱量，溫度保持不變．
5．一盆0
℃的水放在0
℃的環(huán)境里，用電風(fēng)扇對(duì)它吹風(fēng)，經(jīng)過一段時(shí)間后（
）
A．水根本不結(jié)冰
B．水可以結(jié)冰，結(jié)冰后質(zhì)量不變
C．水可以結(jié)冰，但結(jié)冰后質(zhì)量小于開始時(shí)水的質(zhì)量
D．水可以結(jié)冰，結(jié)冰后環(huán)境的溫度降低
【答案】C
【解析】
A.因?yàn)橛秒婏L(fēng)扇向水面吹風(fēng)加快了水的蒸發(fā)，蒸發(fā)吸熱，的水能放熱，所以有部分水凝固成冰，故A錯(cuò)誤；
B.因?yàn)橛胁糠炙运c冰的總量小于原有水的總量，故B錯(cuò)誤；
C.水可以結(jié)冰，因?yàn)橛胁糠炙运c冰的總量小于原有水的總量，故C正確；
D.水結(jié)冰的過程是晶體的凝固過程放出熱量，所以水結(jié)冰后室內(nèi)氣溫升高，故D錯(cuò)誤。
6．今年春節(jié)前后我國(guó)南方部分地區(qū)遭遇了低溫雨雪天氣，以下說法中不正確的是（
）
A．霧凇是水蒸氣的凝固現(xiàn)象
B．路面結(jié)冰需要交通管制是因?yàn)檐囕喤c冰面間的摩擦力太小
C．向公路冰面上撒鹽是利用降低熔點(diǎn)的方法來化冰
D．竹子被冰雪壓“彎了腰”，說明力可以使物體發(fā)生形變
【答案】A
【解析】
A．霧凇是固態(tài)，它是由空氣中的水蒸氣遇冷放熱直接變?yōu)楣虘B(tài)小冰晶的過程，屬于凝華現(xiàn)象，不是凝固現(xiàn)象，該選項(xiàng)不正確，故A符合題意。
B．
路面結(jié)冰，造成車輪與冰面間的摩擦力太小，不利于汽車的啟動(dòng)和緊急剎車，需要交通管制；該選項(xiàng)正確，故B不符合題意。
C．為了使堅(jiān)硬的冰熔化，在冰面上撒鹽，使冰中參入雜質(zhì)，降低冰的熔點(diǎn)，使冰熔化；該選項(xiàng)正確，故C不符合題意。
D．竹子被冰雪壓“彎了腰”，形狀發(fā)生了變化，說明力可以使物體發(fā)生形變，該選項(xiàng)正確，故D不符合題意。
7．下列現(xiàn)象中，能表明分子在不停地運(yùn)動(dòng)的是
（
）
A．煙霧繚繞
B．花香怡人
C．雪花飄飄
D．塵土飛揚(yáng)
【答案】B
【解析】
煙霧繚繞、雪花飄飄、塵土飛揚(yáng)都是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，可以用眼睛觀察得到，分子運(yùn)動(dòng)是看不見的，所以都不屬于分子在不停地運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。花香怡人是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，能表明分子在不停地運(yùn)動(dòng)；ACD項(xiàng)不符合題意、B項(xiàng)符合題意。
8．下列材料，既是晶體又是導(dǎo)體的是（
）
A．塑料
B．冰
C．陶瓷
D．鐵
【答案】D
【解析】
固體分為晶體和非晶體，塑料、陶瓷屬于非晶體，冰、鐵屬于晶體，根據(jù)導(dǎo)電性固體又分為導(dǎo)體和絕緣體，在冰和鐵中，鐵屬于導(dǎo)體，冰屬于絕緣體，故既是晶體又是導(dǎo)體的為鐵，D符合題意。
9．下列說法正確的是（
）
A．晶體熔化時(shí)溫度不斷上升
B．非晶體凝固時(shí)溫度保持不變
C．物質(zhì)熔化時(shí)都要在一定溫度下進(jìn)行
D．物質(zhì)凝固時(shí)都要放出熱量
【答案】D
【解析】
A.
晶體在熔化時(shí)溫度不變，故A錯(cuò)誤；
B.
非晶體凝固時(shí)，溫度降低，故B錯(cuò)誤；
C.
晶體熔化時(shí)，需在一定溫度下進(jìn)行，故C錯(cuò)誤；
D.
物質(zhì)凝固時(shí)都放出熱量，無論晶體還是非晶體，故D正確。
10．關(guān)于碳元素組成的幾種單質(zhì)敘述錯(cuò)誤的是
（
）
A．石墨是最軟的礦物之一
B．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)
C．石墨是最優(yōu)良的絕緣材料
D．C60是新型超導(dǎo)材料
【答案】C
【解析】
A、石墨烏黑柔軟，是世界上最軟的礦石．故選項(xiàng)正確；
B、金剛石是自然界最硬的礦石．在所有物質(zhì)中，它的硬度最大．故選項(xiàng)正確；
C、石墨能導(dǎo)電，所以石墨被大量用來制作電極，故選項(xiàng)錯(cuò)誤；
D、把K、Cs、Tl等金屬原子摻進(jìn)C60分子的籠內(nèi)，就能使其具有超導(dǎo)性能，所以C60是新型超導(dǎo)材料．故選項(xiàng)正確。
11．如圖所示是某物質(zhì)加熱變成液態(tài)時(shí)的溫度隨時(shí)間變化的曲線．觀察圖象并回答：
（1）物質(zhì)開始加熱時(shí)的溫度是
；
（2）這種物質(zhì)是
（填“晶體”或“非晶體”）；
（3）物質(zhì)的熔點(diǎn)是
，熔化過程用了
min；
（4）BC段表示物質(zhì)處于
狀態(tài)。
【答案】（1）40℃（2）晶體
（3）80℃
6
（4）固液共存
【解析】
分析圖象可知
（1）在A點(diǎn)時(shí)，物質(zhì)開始加熱，此時(shí)的溫度是40℃；
（2）由于BC段平行于時(shí)間軸，因此該物質(zhì)有熔點(diǎn)，是晶體；
（3）物質(zhì)的熔點(diǎn)，即熔化時(shí)的溫度（BC段的溫度）為80，此過程用了12－6＝6min；
（4）BC段表示的是物質(zhì)的溶化過程，所以BC段時(shí)，物質(zhì)處于固液共存態(tài)。
12．在物質(zhì)的各大家族中，有一家兄弟多：老大骨頭硬，光彩照人，身價(jià)百萬；老二又軟又滑，生活學(xué)習(xí)都有它；老三似足球，科研工作者喜歡它。
（1）舉出老大的一種用途_________________________。
（2）請(qǐng)你猜出老二是________，用途有______________。
（3）請(qǐng)寫出老三的化學(xué)式___________________。
【答案】（1）鉆頭（其他合理答案均可）；（2）石墨；做鉛筆芯、電極、潤(rùn)滑劑等；（3）C60
【解析】
老大骨頭硬，光彩照人，身價(jià)百萬，可知為金剛石，可用作裝飾品；金剛石硬度大，可用于切割玻璃，用于鉆探機(jī)的鉆頭；老二又軟又滑，生活學(xué)習(xí)都有它；故老二是石墨，可以用于制造高溫潤(rùn)滑劑；老三似足球，科研工作者喜歡它，C60分子形似足球，老三為C60；
晶體都有一定熔化溫度和凝固溫度分別叫做_____、______。同一種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)_______，非晶體沒有一定的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)；熔點(diǎn)與物質(zhì)的_____
和_____有關(guān)。
【答案】熔點(diǎn)；凝固點(diǎn)；相同；種類；氣壓
【解析】
由分析知：晶體在熔化、凝固時(shí)的溫度分別叫做熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)；晶體的熔點(diǎn)和物質(zhì)的種類和氣壓有關(guān)，同一種物質(zhì)的熔點(diǎn)相同；非晶態(tài)沒有一定的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)；
14．下面是碳的幾種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中小圓圈均代表碳原子。
（1）在物質(zhì)甲的結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳原子最多連有______個(gè)碳原子。
（2）根據(jù)乙物質(zhì)層與層之間能發(fā)生滑動(dòng)，具有滑膩感的特點(diǎn)，寫出它的一種用途_________。
（3）圖中物質(zhì)丙的化學(xué)式為C60，已知硅的一種單質(zhì)也有與物質(zhì)丙相同的原子數(shù)和類似的結(jié)
構(gòu)，有科學(xué)家嘗試把物質(zhì)丙的一個(gè)分子放進(jìn)硅的這種單質(zhì)的一個(gè)分子中，反應(yīng)形成一種新型分子，該分子的化學(xué)式為_________。
【答案】（1）4
（2）制作潤(rùn)滑劑。（3）Si60C60
【解析】
（1）由圖中可知，每個(gè)碳原子最多連有
4個(gè)碳原子。故填：4。
（2）因?yàn)橐椅镔|(zhì)層與層之間能發(fā)生滑動(dòng)，具有滑膩感，可以制作潤(rùn)滑劑。故填：制作潤(rùn)滑劑。
（3）形成的新物質(zhì)的化學(xué)式為：C60Si60（或Si60C60）。
15．請(qǐng)你將下列物質(zhì)分為兩類：屬于晶體的是：______;
屬于非晶體的是：______（均填序號(hào)）。
①
海波
②
玻璃
③
橡膠
④
冰
⑤
水晶
⑥
松香
【答案】①
④
⑤；②
③
⑥
【解析】
（1）晶體有固定熔化溫度，，可以判斷出晶體有①④⑤；
（2）非晶體沒有固定的熔化溫度，非晶體有②③⑥。
16．冷的冬天，某興趣小組發(fā)現(xiàn)，一根兩端拴有重物的細(xì)金屬絲，掛在一個(gè)粗大的冰塊上，一段時(shí)間后，出現(xiàn)了如下有趣的現(xiàn)象：細(xì)金屬絲割穿了冰塊，而冰塊保持完整。
他們對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了討論，認(rèn)為這是由于冰的熔化和凝固引起的。關(guān)于冰熔化的原因。他們提出了以下三種猜想：
猜想1：冰塊的厚度小；
猜想2：金屬絲的溫度低；
猜想3：金屬絲對(duì)冰塊的壓強(qiáng)大。
（1）為了驗(yàn)證猜想1是否正確，只改變冰塊的厚度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，金屬絲都能割穿冰塊。這說明猜想1是_________的。
（2）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，他們經(jīng)過討論，斷定猜想2是錯(cuò)誤的．你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是_____________。
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想3是否正確，簡(jiǎn)述你的實(shí)驗(yàn)方案。
簡(jiǎn)要做法：_______________________；
如何判斷：_______________________。
【答案】（1）錯(cuò)誤；（2）金屬絲溫度低或相同無法使冰吸熱熔化；（3）保持所掛重物不變，用粗細(xì)不同的金屬絲分別掛在同一冰塊上或金屬絲粗細(xì)不變，用質(zhì)量不同的重物分別掛在同一冰塊上
觀察金屬絲能否割穿冰塊或觀察金屬絲陷入冰塊的程度
【解析】
(1)只改變冰塊的厚度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，金屬絲都能割穿冰塊。關(guān)于冰熔化的原因與冰塊的厚度小無關(guān)，故答案是：錯(cuò)誤；
(2)因?yàn)榻饘俳z和冰塊掛在一起，所以金屬絲和冰塊的溫度應(yīng)該一樣。
(3)簡(jiǎn)要做法:保持所掛重物不變，用粗細(xì)不同的金屬絲分別掛在同一冰塊上或金屬絲粗細(xì)不變，用質(zhì)量不同的重物分別掛在同一冰塊上
判斷:觀察金屬絲能否割穿冰塊或觀察金屬絲陷入冰塊的程度
Syman

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