2024-2025学年新教材高中化学第3章晶体结构与性质第1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课件新人教版选择性必修2

第一节物质的聚集状态与晶体的常识第一课时物质的聚集状态晶体与非晶体素养目标学习要点1.知道在一定条件下,物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同,知道不同聚集状态的物质在生产、生活和科学研究中的应用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。2.能从晶体与非晶体的宏观上的差别,从微观结构进行探究,知道晶体和非晶体的本质区别在于是否具有自范性,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3.能从晶体制备的实验出发,依据探究目的设计探究方案,运用化学实验、调查等方法进行实验探究,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。聚集状态的多样化:气态、液态、固态、晶态、非晶态、塑晶态、液晶态等。物质组成的多样化:物质不一定都是分子构成。晶体与非晶体的三区别:外在表象、本质区别、实验判断。晶体制备方法:三种。知识点一物质的聚集状态基础落实•必备知识全过关知识点一物质的聚集状态1.物质三态间的相互转化物质三态间的相互转化只是分子间距离发生了变化

2.不含分子的物质(1)常见晶体:氯化钠、石墨、二氧化硅、金刚石以及各种金属等不含分子。(2)等离子体是由

、

和

组成的整体上呈

性的气态物质。

(3)离子液体是熔点不高的仅由

组成的液体物质。

3.物质的聚集状态物质的三态通常是指固态、液态和

,还有

、非晶态,以及介于晶态和非晶态之间的

、

等。

电子

阳离子

电中性粒子(分子或原子)

电中

离子

气态

晶态

塑晶态

液晶态

深度思考等离子体就是液态电解质吗?液晶属于晶体吗?提示

不是。不属于。等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,而液态电解质由阴离子和阳离子或分子组成。液晶不属于晶体。易错提醒(1)固态、液态和气态物质不一定都由分子构成,也可能由原子或离子等微粒构成;由分子构成的物质,其聚集状态也不一定只有固态、液态和气态,也可能为晶态、非晶态等。(2)同种物质在不同条件下可形成不同的聚集状态,物质的聚集状态会影响物质的性质,如硬度、熔点等。重难突破•能力素养全提升探究角度1

物质的组成例1下列叙述正确的是(

)A.所有金属在常温下都是固体B.液体与晶体的混合物叫液晶C.等离子体内全部是带正电荷的粒子D.等离子体外观为气态D解析

常温下Hg是液态,A项错误;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,

B项错误;等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质,其中电子带负电荷,C项错误,D项正确。[对点训练1]下列晶体中存在分子的是(

)A.氯化钠

B.石墨

C.干冰

D.金刚石C解析

石墨、金刚石中存在的是碳原子,不存在分子;NaCl晶体中存在的是Na+和Cl-,不存在分子;干冰晶体中存在的是CO2分子。探究角度2

物质不同的聚集状态例2下列关于聚集状态的叙述中,错误的是(

)A.物质只有气、液、固三种聚集状态B.气态是高度无序的体系存在状态C.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性A解析

物质的聚集状态,除了气、液、固三态外,还有晶态、非晶态、塑晶态、液晶态、等离子体等,A错误;物质处于气态时,分子间距离大,分子运动速度快,体系处于高度无序状态,B正确;物质处于固态时,微粒间距离较小,固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱,C正确;液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流动性,D正确。归纳总结物质的不同聚集状态

[对点训练2]下列关于等离子体的叙述正确的是(

)A.物质一般有固态、液态和气态三态,等离子体却被认为是物质存在的第四态B.为了使气体变成等离子体,必须使其通电C.等离子体通过电场时,所有粒子的运动方向都发生改变D.等离子体性质稳定,不易发生化学反应A解析

物质一般有固态、液态和气态三态,等离子体却被认为是物质存在的第四态,故A正确;高温加热、用X射线、紫外线和γ射线来照射气体,可以使气体转变为等离子体,不一定要通电,故B错误;等离子体中也存在中性微粒,通过电场时运动方向不发生改变,故C错误;等离子体性质活泼,可发生在一般条件下无法进行的化学反应,故D错误。知识点二晶体与非晶体基础落实•必备知识全过关知识点二晶体与非晶体1.晶体与非晶体的本质差异固体自范性微观结构晶体

(能自发呈现

外形)

原子在三维空间里呈

有序排列

非晶体

(不能自发呈现多面体外形)

原子排列相对

有

多面体

周期性

没有

无序

2.获得晶体的途径

熔融态

气态

溶质

3.晶体的特点(1)自范性(2)各向异性:晶体在不同方向上表现许多物理性质(如

、

、光学性质等)的差异。

4.晶体和非晶体的区分(1)测熔点:晶体

固定的熔点,非晶体

固定的熔点。

(2)最可靠的方法:对固体进行

实验。

自发地

周期性

速率

强度

导热性

有

没有

X射线衍射

深度思考如图是某固体的微观结构示意图(1)试根据示意图判断固体Ⅰ、Ⅱ的类型。

(2)将固体Ⅰ、Ⅱ分别加热至熔化,各有什么现象发生?该现象能说明晶体、非晶体的哪种性质?提示

根据结构图可知,Ⅰ中粒子呈周期性有序排列,为晶体;Ⅱ中粒子排列不规则,为非晶体。提示

加热晶体Ⅰ,温度达到熔点时晶体Ⅰ开始熔化,在全部熔化以前,继续加热,温度基本保持不变,完全熔化后,温度才开始升高,所以晶体有固定的熔点。加热非晶体Ⅱ时,温度升高到某一程度后非晶体Ⅱ开始软化,流动性增强,最后变为液体。从软化到完全熔化,中间经过较大的温度范围,所以非晶体无固定的熔点。(3)能不能只通过外观就能区分晶体和非晶体?提示

食盐是晶体。我们吃的食盐是经过粉碎的。不能仅仅通过外观判断晶体和非晶体,非晶体经过加工也能具有规则的几何外形。重难突破•能力素养全提升探究角度1

晶体与非晶体的区别例1晶体与非晶体的本质区别是(

)A.晶体具有各向异性,而非晶体具有各向同性B.晶体具有自范性,而非晶体没有自范性C.晶体具有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点D.晶体能使X射线产生衍射,而非晶体则不能B解析

易将晶体与非晶体的本质区别及性质区别混为一谈。晶体与非晶体的性质差异是二者本质区别的外在表现。晶体具有自范性(本质),而晶体的性质是有固定的熔点,能使X射线产生衍射等。分析此类问题时,要分析晶体、非晶体的本质与性质,采用辩证的观点分析问题。同时也要注意不能用固体是否有规则的几何外形来判断其是否为晶体。【变式设问】(1)晶体具有自范性的原因是什么?(2)如何由非晶体转化为晶体?提示

原子在三维空间里呈周期性有序排列。

提示

熔融态非晶体在适当的凝固速度下可以得到晶体。思维建模解答有关晶体与非晶体的比较问题的思维流程

[对点训练1]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规则的多面体几何外形B.晶体的各向异性和对称性没有矛盾C.晶体的对称性是微观粒子按一定规律呈周期性但无序排列的必然结果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C解析

晶体在不同方向上微粒的排列情况不同,即表现为各向异性,晶体的对称性是微观粒子按一定规律呈周期性有序排列,二者没有矛盾。探究角度2

晶体的性质与鉴别例2不能够支持石墨是晶体这一事实的选项是(

)A.石墨和金刚石是同素异形体B.石墨中的碳原子呈周期性有序排列C.石墨的熔点为3625℃D.在石墨的X射线衍射图谱上有明锐的谱线A解析

原子在三维空间里呈周期性有序排列、有自范性、有固定的熔点、物理性质上体现各向异性、X射线衍射图谱上有分立的斑点或明锐的谱线等特征,都是晶体有别于非晶体的体现,故B、C、D能够支持石墨是晶体这一事实。而是否互为同素异形体与是否为晶体这两者之间并无联系,如炭黑也是金刚石、石墨的同素异形体,却属于非晶体。故选A。归纳总结晶体与非晶体的比较

比较类别晶体非晶体微观结构特征粒子周期性有序排列粒子排列相对无序性质特征自范性有无熔点固定不固定各向异性有无鉴别方法间接方法看是否具有固定的熔点或根据某些物理性质的各向异性科学方法对固体进行X射线衍射实验[对点训练2]晶体具有各向异性,如蓝晶石(Al2O3·SiO2)在不同方向上的硬度不同;又如石墨在与层垂直的方向上的电导率是与层平行的方向上的电导率的

。晶体的各向异性主要表现在(

)①硬度②导热性③导电性④光学性质A.①③

B.②④C.①②③ D.①②③④D解析

晶体的各向异性主要表现在硬度、导热性、导电性、光学性质等的不同。探究角度3

晶体的制备例3下列过程得到的固体不是晶体的是(

)A.将NaCl饱和溶液降温,所得到的固体B.气态H2O冷却直接形成的固体C.熔融的KNO3冷却后所得到的固体D.将液态的玻璃冷却后所得到的固体D解析

得到晶体的三个途径是①溶质从溶液中析出,②气态物质凝华,③熔融态物质的凝固。A选项符合①,B选项符合②,C选项符合③。由于玻璃本来就属于非晶体,熔融后再冷却所得固体仍为非晶体。【变式设问】在一定温度下,将不规则的NaCl固体放入饱和NaCl溶液中,经过一段时间,会发生什么变化?为什么?提示

NaCl固体会变为规则的立方体。因为溶解和结晶是可逆过程,根据晶体的自范性可知,在溶解和结晶的过程中,离子会自发地规则排列,形成规则的立方体。[对点训练3]下列途径不能得到晶体的是(

)A.熔融态SiO2快速冷却B.熔融态SiO2缓慢冷却C.FeCl3蒸气冷凝D.CuSO4溶液蒸发浓缩后冷却A解析

晶体呈现自范性是需要一定条件的,即晶体生长的速率要适当。熔融态物质快速冷却时不能得到晶体,如熔融态SiO2快速冷却得到看不到晶体外形的玛瑙,缓慢冷却则形成水晶。FeCl3、AlCl3等固体均易升华,其蒸气凝华则得到晶体。CuSO4溶液蒸发浓缩后冷却析出胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。学以致用·随堂检测全达标123456题组1物质的聚集状态1.下列有关液晶的叙述中不正确的是(

)A.具有液体的流动性、晶体的各向异性B.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C123456解析

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存在的液体既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性,这种液体称为液态晶体,简称液晶,这是液晶的定义,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做液晶显示器,所以B、D都正确。1234562.水的状态除了气、液和固态外,还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的。玻璃态的水无固定形状,不存在晶体结构,且密度与普通液态水的密度相同,有关玻璃态水的叙述中正确的是(

)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.玻璃态水能使X射线产生衍射C解析

玻璃态水无固定形状,不存在晶体结构,故玻璃态水不是晶体,不能使X射线产生衍射;因密度与普通水相同,故水由液态变为玻璃态时体积不变。123456题组2晶体与非晶体的比较3.下列物质有固定熔、沸点的是(

)A.CuSO4溶液

B.石蜡C.玻璃

D.白磷D解析

A是混合物,B和C都是非晶体,均没有固定的熔、沸点。

1234564.下列有关晶体常识的叙述错误的是(

)A.水晶属于晶体,有固定的熔点,而玻璃无固定的熔点,属于非晶体B.当单一波长的X射线通过晶体时可以看到分立的斑点或者明锐的衍射峰C.晶体都具有自范性,自范性是晶体的本质属性D.晶体都具有规则的几何外形,而非晶体都不具有规则的几何外形D解析

水晶的化学成分是二氧化硅,属于晶体,而玻璃是混合物,属于非晶体,A正确;当单一波长的X射线通过晶体时,可发生衍射,可以看到分立的斑点或者明锐的衍射峰,B正确;在适宜条件下,晶体具有能够自发地呈现多面体外形的性质,即晶体的自范性,C正确;晶体具有规则的几何外形,但非晶体也可能具有规则的几何外形,如钻石形状的玻璃制品,D错误。1234565.晶体是一类非常重要的材料,在很多领域都有广泛的应用。我国现已能够拉制出直径为300毫米的大直径硅单晶,晶体硅大量用于电子产业。下列对晶体硅的叙述正确的是(

)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