专题91 固体届高中物理同步讲义 人教版选修33.docx
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专题91固体届高中物理同步讲义人教版选修33
第九章固体、液体和物态变化
第1节固体
一、晶体与非晶体
1．单晶体的特征
（1）具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的。
（2）物理性质，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据。
（3）具有一定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别。
从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的。
2．多晶体和非晶体
（1）多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在上的区别。
（2）多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体。
3．正确理解单晶体的各向异性
（1）在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是的。
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质时，测试结果不同。
②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、石膏晶体在导热性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。
4．晶体和非晶体的特性
（1）单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。
（2）只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。
（3）只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。
（4）晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
5．晶体与非晶体的区别
单晶体
多晶体
非晶体
外形
规则
不规则
熔点
确定
不确定
物理性质
各向同性
各向同性
典型物质
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
形成与
转化
有的物质在不同条件下能够形成不同的形态。
同一物质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可以转化为晶体
6．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点，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，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。
7．晶体的微观结构
1．有的物质有几种晶体的解释：
这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构，例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同。
白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。
2．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，因为在不同条件下物质微粒的排列结构可以发生变化。
3．多晶体是由许多杂乱无章地排列着的单晶体（晶粒）组成的。
平常见到的各种金属材料都是多晶体。
把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成的，晶粒有大有小，最小的只有10-5cm，最大的也不超过10-3cm。
每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何形状。
因为多晶体的晶粒杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性。
它在不同方向的物理性质是相同的，即具有各向同性。
多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有。
各向异性熔点内部结构各向同性不规则确定各向异性
单晶体、多晶体及非晶体的区别
分类
宏观外形
物理性质
非晶体
没有确定的形状
①没有确定的熔点
②导电、导热、光学性质表现为各向同性
晶体
单晶体
有天然规则的形状
①有确定的熔点
②导电、导热、光学性质表现为各向异性
多晶体
没有确定的形状
①有确定的熔点
②导热、导电、光学性质表现为各向同性
【例题】关于晶体和非晶体，下列说法正确的是
A．常见的金属为单晶体
B．颗粒的盐磨成了细盐，就变成非晶体
C．晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性
D．在各种晶体中，原子（或者分子、离子）排列具有空间上的周期性
参考答案：
D
试题解析：
根据晶体的微观结构可知在各种晶体中，原子（或者分子、离子）排列具有空间上的周期性，故D正确。
1．某个固体没有确定的熔点，那么它
A．一定是晶体
B．一定是非晶体
C．一定是多晶体
D．不一定是非晶体
2．晶体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于
A．破坏空间点阵结构，增加分子动能
B．破坏空间点阵结构，增加分子势能
C．破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能
D．破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能
3．如图所示，四块固体中，属于非晶体的是
A．明矾B．石英
C．冰块D．塑料管
4．下列固体中全是由晶体组成的是
A．石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜
B．石英、玻璃、云母、铜
C．食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香
D．蜂蜡、松香、橡胶、沥青
5．下列说法正确的是
A．多晶体没有确定的熔点
B．小露珠呈球形是因为液体表面有张力
C．悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越不明显
D．分子间的距离减小斥力和引力都变小
6．实验小组想测试两种材料的导电性能，他们将这两种材料加工成厚度均匀、横截面为正方形的几何体，分别如图甲、乙所示，经测试发现，材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等，材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻，关于这两种材料，下列说法中正确的是
A．材料甲一定是晶体
B．材料甲一定是非晶体
C．材料乙一定是单晶体
D．材料乙一定是多晶体
7．下列说法正确的是
A．多晶体没有确定的熔点
B．小露珠呈球形是因为液体表面有张力
C．悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越不明显
D．分子间的距离减小斥力和引力都变小
8．对下列几种固体物质的认识，正确的有
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的化学元素不同
9．下列说法正确的是
A．黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状
10．如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻所得阻值均为R，则这块样品是
A．金属B．多晶体
C．单晶体D．非晶体
11．甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，下列说法正确的是
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、乙、丙都是晶体
C．甲、丙为非晶体，丙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
12．某种物质表现出各向同性的物理性质，则可以判断这种物质
A．不一定是多晶体
B．不一定是单晶体
C．一定不是单晶体
D．一定是非晶体
13．下图所示是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是
A．a是晶体B．b是晶体
C．a是非晶体D．b是非晶体
14．下列关于晶体空间点阵的说法，正确的是
A．构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是分子，也可以是原子或离子
B．晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动
C．所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是抽象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近的微小振动，就是热运动
D．相同的物质微粒，可以构成不同的空间点阵；也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质
15．国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它游泳池中心内部设施尽收眼底。
这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE（四氟乙烯和乙烯的共聚物）的膜材料。
这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是
A．在物理性质上具有各向同性
B．在物理性质上具有各向异性
C．具有一定的熔点
D．没有一定的熔点
16．用沥清铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，沥青是晶体材料还是非晶体材料，列举生活中的晶体和非晶体例子。
17．下列说法中正确的是
A．常见的金属材料都是多晶体
B．只有非晶体才显示各向同性
C．凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体
D．多晶体不显示各向异性
18．关于石墨和金刚石的区别，下列说法正确的是
A．石墨与金刚石是由同种物质微粒组成、空间结构不同的晶体
B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬;石墨晶体是层状结构，所以质地松软
C．石墨和金刚石是不同物质的微粒组成的不同晶体
D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同
19．如图，在甲、乙两个固体薄片上涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的针尖接触薄片，接触点周围的石蜡被熔化，甲片熔化了的石蜡呈椭圆形，乙片熔化了的石蜡呈圆形，则
甲乙
A．甲片一定是晶体
B．乙片一定是非晶体
C．甲片不一定是晶体
D．乙片不一定是非晶体
20．晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵（图中的小黑点表示晶体分子），图中AB、AC、AD为等长的三条直线。
下列说法中正确的是
A．A处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动
B．三条直线上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
C．三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D．以上说法均不正确
21．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______在空间分布。
如碳原子如果按照图甲那样排列，就成为______，而按照图乙那样排列，就成为______。
22．如图表示一个氯化钠（NaCl）晶体的晶胞，其形状是一个立方体，其空间结构是每个立方体的8个角上分别排有一个离子，钠
离子和氯离子是交错排列的。
图中以●表示钠离子，以○表示氯离子。
若已知氯化钠的摩尔质量为M=5.85×10–2kg/mol，密度为ρ=2.22×103kg/m3，试估算相邻最近的两个钠离子间的距离。
23．（2015·新课标全国Ⅰ卷）下列说法正确的是
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，有些晶体在不同的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，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E．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
1．B【解析】晶体（无论是单晶体还是多晶体）都有确定的熔点，只有非晶体没有确定的熔点，故B正确，ACD错误。
2．B【解析】晶体有固定的熔点，熔化过程吸收的热量用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加，所以B正确。
3．D【解析】明矾、石英、冰块为晶体，塑料为非晶体。
故选D。
4．A【解析】玻璃、蜂蜡、松香、橡胶、沥青为非晶体。
故选项A正确。
5．B【解析】多晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以A错误；由于表面张力，液体表面总要收缩到尽可能小的面积，故小露珠呈球形，所以B正确；悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越明显，所以C错误；分子间的距离减小斥力和引力都变大，故D错误。
7．B【解析】多晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以A错误；由于表面张力，液体表面总要收缩到尽可能小的面积，故小露珠呈球形，所以B正确；悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越明显，所以C错误；分子间的距离减小斥力和引力都变大，故D错误。
8．A【解析】晶体在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，选项A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，是该物质的微粒在空间的排列规则造成的，选项C错误；石墨和金刚石的物理性质不同，是组成它们的物质微粒排列结构不同造成的，所以D错误。
综上本题选A。
9．D【解析】常见的金属都是多晶体，因而黄金也是多晶体，只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错。
同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错。
单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性，并不是所有物理性质都表现出各向异性，故C错。
玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D对。
10．C【解析】LAB>LCD，而RAB=RCD，说明该样品具有各向异性，故C项正确。
11．D【解析】单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。
非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此丙为单晶体，甲、乙可能是多晶体与非晶体，根据温度随加热时间变化的关系，可知，甲、丙为晶体，乙是非晶体。
故D正确，ABC错误。
【名师点睛】各向异性就是说在不同的方向上表现出不同的物理性质。
单晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性。
有些晶体在导热性上表现出显著的各向异性，如云母、石膏晶体；有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铅矿；有些晶体在弹性上表现出显著的各向异性如立方体形的铜晶体；有些晶体在光的折射上表现出各向异性，如方解石。
12．AC【解析】因为非晶体和多晶体都表现出各向同性，故A正确，D错误。
单晶体一定表现出各向异性，故B错误，C正确。
13．AD【解析】晶体在熔化过程中，不断吸热，但温度却保持不变（熔点对应的温度）。
而非晶体没有确定的熔点，不断加热，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体。
故选项AD正确。
15．AD【解析】非晶体没有一定的熔点，在物理性质上表现为各向同性。
故选AD。
16．沥青冬天变硬，夏天变软，说明它没有一定的熔点，所以沥青是非晶体。
食盐、味精、冰糖为晶体，玻璃为非晶体。
17．ACD【解析】常见的金属都是多晶体，A正确；非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，B错误，D正确；有天然的规则的几何形状的物体一定是单晶体，C正确。
18．AB【解析】石墨和金刚石都是由碳原子组成的，由于空间结构不同，故有金刚石坚硬、石墨松软的特点，故选项AB正确。
19．AD【解析】单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。
非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，这与水在蜡的表面呈圆形是同样的道理。
非晶体各向同性的每个方向导热相同，所以是圆形，单晶体的各向异性在不同方向上导热不同，但是为平滑过渡，是由于晶粒在某方向上按照一定规律排布，所以是椭圆形，这里所说的方向例如沿着晶体几何轴线，或与集合轴线成一定夹角等等。
故AD正确，BC错误。
20．C【解析】晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条直线发生定向移动，故A错误；三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B错误，C正确；D错误。
【名师点睛】只要掌握了晶体的各种性质就能顺利解决此类题目，而只要稍一看课本此类知识就不难掌握。
21．不同规则石墨金刚石
根据晶体的微观结构可知，不同的物质在不同的条件下可以生成不同的晶体，碳原子按照图甲所示排列成为石墨，按照图乙所示进行排列生成的就是金刚石。
22．4.0×10–10m
每个离子分属于8个小立方体，所以图中的每个离子对图中画出的这一个立方体的贡献是
个离子，即平均每个立方体含有一个离子，如图所示。
因此，可以想象每个离子占有一个如题图所示的小立方体空间，或者说，一个氯化钠分子占有
两个小立方体的空间。
设小立方体的边长为a，则相邻最近的两个钠离子间的距离d=
a。
可见，只要能设法求出a，就能完成本题所求。
以1mol氯化钠为研究对象，其摩尔体积V=
，每个分子的体积V0=
（NA为阿伏加德罗常数）。
每个小立方体的体积
小立方体的边长
两相邻的钠离子的最近距离为d=
a
代
入数据：
d=
a=
×2.8×10–10m≈4.0×10–10m。
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