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第三章 晶体结构与性质
第一节 物质的聚集状态与晶体的常识
第 1 课时 物质的聚集状态 晶体与非晶体
基础过关练
题组一 物质的聚集状态
1.下列关于等离子体的叙述中,错误的是( )
A.是物质的一种聚集状态
B.是一种混合物存在状态
C.具有导电性
D.基本构成微粒只有阴、阳离子
2.下列叙述正确的是( )
A.食盐粉末为非晶体
B.液体与晶体混合物叫液晶
C.最大维度处于纳米尺寸的材料叫纳米材料
D.等离子体的外观为气态
3.等离子体的用途十分广泛,运用等离子体来切割金属或者进行外科手术,其利用了等离子体的特点是
( )
A.微粒带有电荷 B.高能量
C.基本构成微粒多样化 D.呈电中性
4.下列有关液晶的叙述中不正确的是( 易错 )
A.具有液体的流动性、晶体的各向异性
B.用来制造液晶显示器
C.不是物质的一种聚集状态
D.液晶分子聚集在一起时,其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
题组二 晶体与非晶体
5.(2020 天津大邱中学高二期中)下列不属于晶体的特点的是( )
A.无色透明的固体 B.自范性
C.固定的熔点 D.各向异性
6.下列有关晶体和非晶体的说法中正确的是( )
A.具有规则几何外形的固体均为晶体
B.晶体具有自范性,有固定的熔点,可以使 X 射线发生有规律的衍射
C.晶体研碎后即变为非晶体
D.将玻璃加工成规则的固体即变成晶体
7.要得到较大颗粒的明矾晶体,在结晶时可采取的操作是 ( )
A.配制比室温高 10~20 ℃的明矾饱和溶液,然后浸入悬挂的明矾小晶核,室温下静置
B.在沸水中配制明矾饱和溶液,然后急速冷却结晶
C.室温下,在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核,静置
D.快速蒸发明矾饱和溶液至大量晶体析出
8.仔细观察下图,它表示的( )
A.是晶体
B.可能是晶体,可能是非晶体
C.是非晶体
D.不能确定
题组三 晶体的特点
9.关于晶体的下列说法中正确的是( )
A.溶质从溶液中析出是得到晶体的三条途径之一
B.区分晶体和非晶体最好的方法是观察是否有规则的几何外形
C.水晶在不同方向上的硬度、导热性、导电性相同
D.只有无色透明的固体才是晶体
10.下列关于晶体性质的叙述中,不正确的是( )
A.晶体的自范性指的是在适宜条件下晶体能够自发地呈现多面体外形的性质
B.晶体的各向异性和对称性是矛盾的
C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律做周期性重复排列的必然结果
D.晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列具有特定的方向性
11.如图是 a、b 两种不同物质的熔化曲线,下列说法中正确的是( )
①a 是晶体 ②a 是非晶体
③b 是晶体 ④b 是非晶体
A.②④ B.②③ C.①④ D.①③
能力提升练
题组一 物质的聚集状态
1.( )关于液晶,下列说法中正确的是( )
A.液晶是一种晶体
B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
C.液晶的光学性质与温度变化无关
D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
2.( )纳米材料是最有前途的新型材料之一,世界各国对这一新材料给予了极大的关注。纳米粒子是
指直径为 1~100 nm 的超细粒子(1 nm=10-9 m)。由于表面效应和体积效应,纳米粒子常有奇特的光、
电、磁、热等性质,可开发为新型功能材料。下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(深度解析)
A.因纳米粒子半径太小,故不能将其制成胶体
B.一定条件下纳米粒子可催化水的分解
C.一定条件下,纳米 TiO2 陶瓷可发生任意弯曲,可塑性好
D.纳米粒子半径小,表面活性高
3.(双选)( )拟晶是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12 是目前发现
的几百种拟晶之一,具有合金的某些优良物理性能。下列有关该拟晶的说法中错误的是( )
A.Al65Cu23Fe12 可用作长期浸泡在海水中的材料
B.Al65Cu23Fe12 中三种金属的化合价均可视为零
C.Al65Cu23Fe12 的硬度可能比金属 Al、Cu、Fe 都大
D.1 mol Al65Cu23Fe12 溶于过量的稀硝酸时共失去 265 mol 电子
4.( )科学研究表明,宇宙中 90%以上的物质以等离子体状态存在,其原因是大部分发光星球的内部温
度和压力都很高。下列说法中正确的是( )
A.只有在宇宙发光星球上才存在等离子体
B.等离子体能吸收电磁波
C.有些难以发生的化学反应,在等离子体中也不能发生
D.等离子体是一种自然现象,不能人工得到
5.( )(1)(CH3)3NH+和[AlCl4]-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于 100 ℃,其挥发
性比一般有机溶剂 (填“强”或“弱”),可用作 (填字母)。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂
c.复合材料 d.绝热材料
(2)为了研究在纳米级的空间中水的结冰温度,科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。
如图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度,冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。水在碳
纳米管中结冰的规律是 。
题组二 晶体与非晶体
6.(2020 四川邻水实验学校高二阶段检测, )下列关于晶体与非晶体的说法正确的是( )
A.晶体与非晶体的本质区别在于是否有固定的熔、沸点
B.晶体有自范性的原因是粒子在微观空间呈周期性有序排列
C.固体食盐、水晶、塑料、胆矾、玻璃均属于晶体
D.区分晶体与非晶体的最科学可靠的方法是检测其是否具有各向异性
7.( )玻璃是常见的非晶体,在生产、生活中有着广泛的应用,有关玻璃的说法错误的是( )
A.玻璃内部微粒排列是长程无序和短程有序的
B.玻璃熔化时吸热,温度不断上升
C.水晶和玻璃都是非晶体
D.利用 X 射线衍射实验可以鉴别玻璃和水晶
8.( )下列有关非晶体的描述,不正确的是( )
A.非晶体和晶体均呈固态
B.非晶体内部的微粒是长程无序和短程有序的
C.非晶体结构无对称性、各向异性和自范性
D.非晶体合金的硬度和强度一定比晶体合金的小
9.( )水的状态除了气、液、固之外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到 165 K 时形成的,玻璃态
的水无固态形状,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述正确的是( )
A.水由液态变为玻璃态,体积缩小
B.水由液态变为玻璃态,体积膨胀
C.玻璃态是水的一种特殊状态
D.玻璃态水是一种特殊的晶体
10.( )晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够制出直径为 300 毫米
的硅单晶,可用于电子产业。下列对晶体硅的叙述中正确的是( )
A.形成晶体硅的速率越大越好
B.晶体硅没有固定的熔、沸点
C.可用 X 射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D.晶体硅的形成与晶体的自范性有关,而与各向异性无关
基础过关练
1.D 2.D 3.B 4.C 5.A 6.B 7.A 8.C
9.A 10.B 11.C
1.D 等离子体中既有带电的阳离子和电子,也有电中性的分子或原子,是个复杂的混合体系。
2.D 食盐粉末仍由细小食盐晶体组成,保持食盐晶体的结构和性质特点,不是非晶体,故 A 项不正确;
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,既具有液体的流动性、黏度、形变性等,又具有晶体的某些
物理性质,如导热性等,故 B 项不正确;纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或由它们
作为基本单元构成的材料,故 C 项不正确;等离子体是指由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上
呈电中性的物质聚集体,是一种特殊的气体,故 D 项正确。
3.B 切割金属或者进行外科手术是利用了等离子体高能量的特点。
4.C 由液晶的定义可知液晶是物质的一种聚集状态,C 错误;这种在一定温度范围内既具有液体的可
流动性,又具有晶体的各向异性的物质称为液态晶体,简称液晶,所以 A 正确;液晶分子聚集在一起时,
其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响,这是液晶的性质,也可以用来解释为什么可
以用液晶来制造液晶显示器,所以 B、D 都正确。
易错警示 液晶在一定温度范围内既具有液体的可流动性,又具有晶体的各向异性。是因为其内部分
子的排列沿分子长轴方向呈现出有序排列。
5.A 晶体的特点:(1)自范性;(2)固定的熔点;(3)各向异性;(4)有序性。晶体不一定是无色透明的固体,
例如硫酸铜晶体为蓝色。
6.B 晶体有整齐规则的几何外形,但是具有规则外形的不一定是晶体,例如玻璃,故 A 错误;晶体具有
自范性,有固定的熔点,可以使 X 射线发生有规律的衍射,故 B 正确;晶体研碎后并没有改变晶体的内部
微粒排列,仍为晶体,故 C 错误;玻璃为非晶体,改变玻璃的形状并不能使其变为晶体,故 D 错误。
7.A 配制比室温高的明矾饱和溶液,当温度降低时,溶质的溶解度也降低,析出的明矾会附着在小晶核
上,得到较大颗粒的明矾晶体;在沸水中配制明矾的饱和溶液,然后快速冷却或快速蒸发明矾饱和溶液
至大量晶体析出,得到的都是小颗粒明矾晶体;室温下,在明矾饱和溶液中投入明矾小晶核,静置,不会得
到较大颗粒的明矾晶体。
8.C 由题图可知,此固体的构成微粒是无序排列的。比如观察题图右侧一个空隙中有 2 个大球。
9.A 获得晶体的方法有熔融态物质凝固、气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)、溶质从溶液中析
出,A 正确;区分晶体和非晶体最好的方法是对固体进行 X 射线衍射实验,而不是通过观察是否有规则
的几何外形,B 错误;水晶是晶体 SiO2,其性质的各向异性表现在不同方向上的硬度、导热性、导电性
不相同,C 错误;晶体不一定是无色透明的,如 CuSO4·5H2O,无色透明的固体也不一定是晶体,如玻璃,D
错误。
10.B 晶体的各向异性取决于微观粒子的排列具有特定的方向性,而对称性是微观粒子按一定规律做
周期性重复排列的必然结果,二者并不矛盾,B 项错误。
11.C a 在熔化过程中有一段时间温度不再上升,说明 a 有固定的熔点,则 a 是晶体;b 在熔化过程中温
度一直在上升,说明 b 没有固定的熔点,则 b 是非晶体;①④正确,故选 C。
能力提升练
1.D 2.A 3.AD 4.B 6.B 7.C 8.D 9.C
10.C
1.D 液晶是介于晶态和液态之间的物质状态,虽然液晶分子在特定方向的排列比较整齐,且具有各向
异性,但分子的排列是不稳定的,选项 A、B 错误;液晶分子聚集在一起时,其分子间相互作用很容易受
温度、压力和电场的影响,选项 C 错误,选项 D 正确。
2.A 题中涉及纳米材料这一新型材料,根据纳米粒子直径大小,可知纳米粒子直径刚好处在胶体分散
质粒子直径大小的范围内,故纳米粒子可制成胶体,A 错误。
知识拓展 (1)纳米材料实际上是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸或由它们作为基本单元构
成的、具有特定功能的材料。
(2)通常,纳米颗粒内部具有晶状结构,界面则为无序结构,因此纳米材料具有既不同于微观粒子又不同
于宏观物体的独特性质。
3.AD 根据题意,该拟晶具有合金的某些优良物理性能,因此其硬度可能比金属 Al、Cu、Fe 都大,但
它浸泡在海水中会形成原电池,发生电化学腐蚀。1 mol Al65Cu23Fe12 溶于过量的稀硝酸时共失去 277
mol 电子(因为硝酸过量,每个铁原子失去 3 个电子)。
4.B 在我们周围,等离子体也常常存在,如日光灯和霓虹灯的灯管里存在等离子体,A 项错误;等离子体
因含带电微粒而能吸收电磁波,因能量很高而能使一些难以发生的化学反应迅速发生,B 项正确,C 项
错误;等离子体可以通过人工得到,D 项错误。
5.答案 (1)弱 b (2)碳纳米管直径越大,水的结冰温度越低
解析 (1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的离子液体,阴、阳离子间的作用力是离子键,强于有机溶剂分子
间的范德华力,因此其挥发性比一般有机溶剂弱。该离子液体不助燃;离子液体一般不能用作复合材
料;由阴、阳离子形成的离子液体具有导热性,不能用作绝热材料。(2)由题图可知,随着碳纳米管直径
的增大,结冰温度依次为 27 ℃、7 ℃、-53 ℃、-83 ℃,即碳纳米管直径越大,水的结冰温度越低。
6.B 晶体与非晶体的本质区别在于微粒在微观空间是否呈周期性有序排列,故 A 错误;晶体有自范性
是粒子在微观空间呈周期性有序排列的宏观表象,故 B 正确;玻璃、塑料不是晶体,故 C 错误;区分晶体
与非晶体的最科学可靠的方法是 X 射线衍射法,故 D 错误。
7.C 根据玻璃是非晶体知,构成玻璃的粒子在空间的排列是长程无序和短程有序的,没有固定的熔
点,A、B 正确;区分晶体与非晶体最科学的方法是对固体进行 X 射线衍射实验,D 正确。
8.D 晶体和非晶体均呈固态,A 正确;晶体内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列而表现出长
程有序,而非晶体内部的微粒是长程无序、短程有序的,因而非晶体结构无对称性、各向异性和自范
性,B、C 均正确;非晶体材料常常表现出一些优异的性能,例如某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶
态合金的强度和硬度高 5~10 倍,D 不正确。
9.C 玻璃态的水密度与普通水相同,A、B 不正确;玻璃态水是在特殊条件下形成的“特殊状态”,C 正确;
玻璃态的水无固态形状,不是晶体,D 不正确。
10.C 晶体的形成都要有一定的条件,如温度、压强、结晶速率等,但并不是说结晶速率越大越好,A
项错误;晶体有固定的熔、沸点,B 项错误;X 射线衍射实验可区分晶体与非晶体,C 项正确;晶体的形成
与晶体的自范性和各向异性都有密切关系,D 项错误。
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