人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体导学案，共7页。学案主要包含了晶体和非晶体，晶体的微观结构等内容，欢迎下载使用。


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．
一、晶体和非晶体
1．固体可以分为晶体和非晶体两类．晶体又可以分为单晶体与多晶体．
2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．
3．非晶体
(1)没有规则的外形．
(2)物理性质：a.没有确定的熔化温度；
b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性．
4．晶体
(1)单晶体：①有天然的规则的几何形状
②a.有确定的熔点；
b．导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性．
(2)多晶体：①没有规则的几何形状
②a.有确定的熔点；
b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性.
5．单晶体、多晶体及非晶体的异同比较
6.对单晶体的各向异性的理解
(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同．
通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：
①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．
②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．
③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．
④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．
判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法
（1）区分晶体与非晶体的方法：看其有无确定的熔点，晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔化温度．仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固体是晶体还是非晶体．
（2）区分单晶体和多晶体的方法：看其是否具有各向异性，单晶体某些物理性质表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性．
二、晶体的微观结构
1．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性．
2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石．
3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体．
4. 对晶体的微观解释
图1
(1)对单晶体各向异性的解释
图1为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况．在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同．线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少．因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同．
(2)对晶体具有确定熔点的解释
晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化．
一、单选题
1．2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开，使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法正确的是（ ）
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B．石墨是单质，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D．通过物理变化的方法无法获得石墨烯
2．下列说法正确的是（ ）
A．晶体内部原子按照一定的规则排列。其它分子不能扩散进去
B．相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等
C．若氢气的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则的氢气所含原子数为
D．烧热的针尖接触凃有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，说明蜂蜡具有各向同性
3．下列说法中正确的有（ ）
A．扩散现象只能发生在气体和液体中
B．制作半导体的硅是高纯度的单晶体
C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子不停地做无规则热运动
4．下列有关物质结构和分子动理论的说法正确的是（ ）
A．晶体熔化时吸收的热量转化为分子动能B．多晶体的物理性质各向同性
C．布朗运动是液体分子的无规则运动D．分子间距离减小时分子势能一定减小
5．下列说法错误的是（ ）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍然是晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
D．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
6．下列说法错误的是（ ）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体
二、填空题
7．将蜂蜡分别薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，用加热到相同温度的相同缝衣针针尖分别接触未涂抹面，不移动，玻璃片和云母片上的蜂蜡熔化区的形状___________（填“相同”或“不相同”），将云母片碾成粉末，则云母片与云母粉末的晶体结构___________（填“相同”或“不相同”）。
8．在加热条件完全相同的情况下，A、B、C、D四种物质的熔化图象如图所示，由图可知：
(1)这四种物质中，______是非晶体；
(2)这四种物质中，______可能是同种物质；
(3)这四种物质中，______的质量一定比______的质量大。
参考答案
1．C
【详解】
AC.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体，故A错误，C正确；
B.石墨、金刚石、碳60、碳纳米管和石墨烯等都是由碳元素构成的单质，它们互为同素异形体，故B错误。
D.科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．晶体内部原子按照一定的规则排列，但原子间存在间隙，其他分子能够扩撒进去，A错误；
B．内能与物体的温度、体积等因素有关，相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，但内能不一定相等．B错误；
C．当氢气的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，则的氢气所含原子数为
C正确；
D．烧热的针尖接触凃有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，只能说明玻璃片，具有各向同性，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故A错误；
B．晶体管、集成电路的工作性能与材料的微观结构有关，材料内原子的排列不能是杂乱无章的，所以制作半导体的硅是高纯度的单晶体，故B正确；
C．由于0℃的冰熔化成0℃的水需要吸热，所以质量和温度相同的冰和水内能不同，后者内能比前者多，故C错误；
D．布朗运动不是液体分子的运动，而是液体分子做无规则运动的反映，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．晶体熔化时，温度不变，分子的平均动能保持不变，所以吸收的热量转化为分子势能，则A错误；
B．多晶体的物理性质各向同性，所以B正确；
C．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，所以C错误；
D．分子间距离减小时分子势能不一定减小，当分子间距离小于时，分子力为斥力，随分子间距离的减小，分子势能增大，所以D错误；
故选B。
5．D
【详解】
A. 将一块晶体敲碎后，物理性质和化学性质都没有变化，得到的小颗粒仍然是晶体，故A正确；
B. 固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质，故B正确；
C. 在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过程中的石英是非晶体，故C正确；
D. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，但内能增加，故D错误。
故选D。
6．A
【详解】
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，A错误，符合题意；
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，B正确，不符合题意；
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石，C正确，不符合题意；
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融的石英后却是非晶体；把晶体硫加热熔化，到入冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再经一些时间又会转变成晶体硫，D正确，不符合题意。
故选A。
7．不相同 相同
【详解】
[1]玻璃片的导热性能是各向同性的，云母片的导热性能是各向异性的，所以蜂蜡熔化区的形状是不同的。
[2] 云母片与云母粉末的晶体结构与云母的形状无关。所以云母片与云母粉末的晶体结构是相同的。
8．B AC C A
【详解】
(1)[1]由题图可知：A、C、D三种物质都是晶体，因为它们都有固定的熔点，B是非晶体，因为它没有固定的熔点；
(2)[2]A、C的熔点相同，都高于D的熔点．由于熔点是物质的特性之一，不同的物质的熔点一般不相同，同种物质的熔点相同，由此可知：A、C可能是同种物质；
(3)[3][4]在加热条件相同的情况下，随着时间的延长，C升温较慢且熔化所需时间较长，由此可知：C的质量大于A的质量。
分类
微观结构
宏观表现
外形
物理性质
晶体
单晶体
组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵
有天然、规则的几何形状
各向异性
有确定的熔点
多晶体
由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成
没有天然、规则的几何形状
各向同性
非晶体
内部物质微粒是无规则排列的
没有确定的熔化温度