第二章氣體、固體和液體4固體學習目標學法與考法1．知道晶體和非晶體、單晶體和多晶體的異同點(重點)2．知道各向異性和各向同性現象(重點)3．學會用單晶體的微觀結構特點來解釋單晶體外形的規則性和物理性質的各向異性(難點)學法：①通過閱讀，能說出晶體和非晶體的特點及區分方法．②通過討論能說出單晶體與多晶體的區別考法：①考查單晶體、多晶體和非晶體的特點及它們之間的區別．②考查對晶體微觀結構的理解知識導圖

課前?自主預習晶體和非晶體1．固體分類固體可以分為________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．晶體單晶體具有______的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有______的幾何形狀，晶體________的熔點，非晶體__________________．晶體非晶體晶體非晶體確定確定有確定沒有確定的熔點3．晶體特點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．各向異性各向同性單晶體各向同性的可以根據各向異性或各向同性來鑒別單晶體和多晶體嗎？【答案】不能，單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質上表現出各向異性．

(多選)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是 (

)A．有規則的幾何外形的固體一定是晶體B．只有單晶體才有天然規則的幾何外形C．晶體在物理性質上一定是各向異性的D．晶體熔化時具有確定的熔點【答案】BD【解析】單晶體有規則的幾何外形，多晶體與非晶體都沒有規則的幾何外形，如果固體有規則的幾何外形但不是天然的，而是人為加工的，則其不一定是晶體，A錯誤，B正確；單晶體只在某些物理性質上表現為各向異性，并非所有的物理性質都表現為各向異性，多晶體在物理性質上表現為各向同性，C錯誤；晶體有確定的熔點，D正確．晶體的微觀結構1．規則性單晶體的原子(分子、離子)都是按照各自的規則排列，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．空間上不同規則在一定條件下組成石墨和金剛石的物質微粒是按不同的規則排列的嗎？【答案】是的，同一種物質微粒可能形成不同的晶體結構，從而生成種類不同的幾種晶體，金剛石與石墨是它的一個特例．關于石墨和金剛石的區別，下列說法正確的是 (

)A．石墨和金剛石是同種物質微粒組成的空間結構相同的晶體B．金剛石晶體結構緊密，所以質地堅硬；石墨晶體是層狀結構，所以質地松軟C．石墨與金剛石是不同的物質微粒組成的不同晶體D．石墨導電、金剛石不導電是由于組成它們的化學元素不同【答案】B【解析】由化學知識知道，石墨和金剛石是碳的同素異形體，其化學性質相同．它們的分子的空間結構不同，石墨中的碳原子排列為層狀結構，層與層間距離很大，所以其質地松軟；金剛石中的碳原子排列緊密，相互間作用力很強，所以其質地堅硬．顯然A、C、D錯誤，B正確．課堂?重難探究－探究晶體和非晶體1．晶體與非晶體的區別固體分類宏觀外形物理性質非晶體沒有確定的幾何形狀①沒有確定的熔點②導電、導熱、光學性質表現為各向同性固體分類宏觀外形物理性質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一個個單晶體組合在一起，沒有確定的幾何形狀①有確定的熔點②導熱、導電、光學等性質表現為各向同性2．正確理解單晶體的各向異性(1)在物理性質上，單晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的．①單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質不同，也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性質時，測試結果不同．②通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、磁性等．(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質上表現出各向異性，舉例如下：①云母、石膏晶體在導熱性上表現出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同．②方鉛礦石晶體在導電性上表現出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同．③立方體形的銅晶體在彈性上表現出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同．④方解石晶體在光的折射上表現出各向異性——沿不同方向的折射率不同．對晶體和非晶體的理解例1如圖所示，方解石形成的雙折射現象實驗的照片，下列關于方解石的說法正確的是 (

)A．是非晶體B．具有固定的熔點C．所有的物理性質都是各向異性D．是由許多單晶體雜亂無章排列組成的【答案】B

【解析】光在晶體中的雙折射現象就是光學各向異性的表現，所以圖中方解石的雙折射現象說明方解石是晶體，具有固定的熔點，A錯誤，B正確；單晶體具有規則的幾何形狀、各向異性和一定的熔點等性質；而多晶體是由許多小的晶體雜亂無章地排列在一起組成的，使得多晶體不再具有規則的幾何外形，而且也看不出各向異性的特點，C、D錯誤．變式1在圖甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，由燒熱的針接觸其上一點，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關系如圖丁所示，以下說法正確的是

(

)甲

乙

丙

丁A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲、乙為晶體，丙是非晶體C．甲、丙為非晶體，乙是晶體D．甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體【答案】D【解析】由題圖甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向異性；由題圖丁可知：甲、丙有固定熔點，乙無固定熔點，所以甲、丙為晶體，乙為非晶體．判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法1．區分晶體與非晶體的方法：看其有無確定的熔點，晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體．2．區分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體表現出各向異性，而多晶體表現出各向同性．－探究晶體的微觀結構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．對多晶體特征的微觀解釋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．多晶體和非晶體的主要區別是多晶體有確定的熔點，而非晶體沒有．4．對非晶體特征的微觀解釋在非晶體內部，物質微粒的排列是雜亂無章的，從統計的觀點來看，在微粒非常多的情況下，沿不同方向的等長直線上，微粒的個數大致相等，也就是說，非晶體在不同方向上的微粒排列及物質結構情況基本相同，所以非晶體在物理性質上表現為各向同性．5．同種物質也可能以晶體和非晶體兩種不同形態出現，晶體和非晶體可在一定條件下相互轉化．對晶體的微觀結構的理解例2

(2023年上海名校期中)下列現象不能判斷該材料為晶體的是

(

)A．這種材料沿不同方向的熱脹冷縮的性質不同B．這種材料沿不同方向的熱傳導快慢不同C．這種材料沿不同方向的導電性能不同D．這種材料沿不同方向的長度不同【答案】D【解析】單晶體在導熱、導電、熱膨脹與光學性質上表現出各向異性，即沿不同方向上的性能不相同，因此A、B、C可判斷該材料為晶體．本題選不能判斷該材料為晶體的，故選D．變式2

(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，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．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0.34nm的石墨烯，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判斷，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、金剛石都為晶體且都為單質，A、B錯誤，C正確；兩位科學家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確．晶體各向異性的原因1．單晶體物理性質的不同取決于其微觀結構，單晶體的物質微粒是按照一定的規則在空間中整齊地排列著，有規則的幾何外形，在物理性質上表現為各向異性．2．多晶體是由許許多多晶粒組成的，晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著，無規則的幾何外形，多晶體在物理性質上表現為各向同性．小練?隨堂鞏固1．(多選)下列說法正確的是

(

)A．顯示各向異性的物體必定是晶體B．不顯示各向異性的物體必定是非晶體C．具有確定熔點的物體必定是晶體D．不具有確定熔點的物體必定是非晶體【答案】ACD【解析】單晶體具有各向異性，故只要具有各向異性的固體必定是晶體，故A正確；非晶體和多晶體均顯示各向同性，故不顯示各向異性的物體不一定是非晶體，還可能是多晶體，故B錯誤；晶體均具有確定的熔點，非晶體不具有確定的熔點，所以具有確定熔點的物體必是晶體，不具有確定的熔點的固體就必定是非晶體，故C、D正確．2．(多選)如圖所示是兩種不同物質的熔化曲線，根據曲線判斷下列說法正確的是

(

)A．甲是晶體

B．乙是晶體C．甲是非晶體

D．乙是非晶體【答案】AD【解析】在晶體熔化過程中，不斷吸熱，但溫度卻保持不變(熔點對應的溫度)，而非晶體沒有確定的熔點，不斷加熱，非晶體先變軟，然后熔化，溫度卻不斷上升，因此甲對應的是晶體，乙對應的是非晶體．3．(多選)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是 (

)A．單晶體有規則的幾何形狀B．晶體在物理性質上一定是各向異性的C．晶體熔化時具有一定的熔點D．晶體和非晶體在適當的條件下是可以相互轉化的【答案】ACD【解析】單晶體一定具有規則的幾何形狀，故A正確；多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體組成的，所以具有各向同性，故B錯誤；不論是單晶體還是多晶體，熔化時具有一定的熔點，故C正確；晶體和非晶體在適當的條件下是可以相互轉化的，如天然石英為晶體，而人為熔化后將變成非晶體，故D正確．4．關于晶體和非晶體，下列說法正確的是 (

)A．有規則幾何外形的固體一定是晶體B．晶體在物理性質上一定是各向異性的C．非晶體不可能轉化為晶體D．晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點【答案】D【解析】因為外形可以用人工的方法處理，所以A錯誤；多晶體在物理性質上是各向同性的，B錯誤；實驗證明非晶體在適當的條件下可以轉化為晶體，C錯誤；晶體與非晶體的區別表現在是否有確定的熔點，D正確．5．下列敘述中正確的是

(

)A．明礬是多晶體，玻璃是單晶體B．單晶體和多晶體都是各向異性的C．同種物質的晶體形態和非晶體形態的化學性質是不同的D．多晶體和非晶體都是各向同性，所以是否各向同性不是區別晶體和非晶體的條件【答案】D【解析】明礬屬于單晶體，玻璃是非晶體，A錯誤；單晶體具有各向異性，而多晶體沒有各向異性，B錯誤；化學性質與形態無關，與物質種類有關，C錯誤；多晶體和非晶體都是各向同性的，所以是否各向同性不是區別晶體和非晶體的條件，D正確．6．2022年北京冬奧會的雪花形主火炬由96塊小