物质的聚集状态与晶体的常识(精讲)(人教版2019选择性必修2)(解析版)

3.1物质的聚集状态与晶体的常识（精讲）思维导图思维导图常见考点常见考点考点一物质的聚集状态【例1-1】（2021·全国·高二课时练习）下列有关等离子体的叙述，不正确的是A．等离子体是物质的另一种聚集状态 B．等离子体是很好的导体C．水可能形成等离子体状态 D．等离子体中的微粒不带电荷【答案】D【解析】A．等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成，是物质的另一种聚集状态，故A正确；B．等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；C．通过强热、电磁辐射等方式也能由水形成等离子体，故C正确；D.等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误；答案选D。【例1-2】（2021·全国·）下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是A．在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列B．非晶体的内部原子或分子的排列杂乱无章C．物质的聚集状态除了晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态等D．等离子体是指由电子、阳离子组成的带有一定电荷的物质聚集体【答案】D【解析】A．液晶分子间的相互作用容易受温度、压力、电场的影响，在电场存在的情况下，液晶分子沿着电场方向有序排列，A正确；B．内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体物质称为非晶体，B正确；C．物质的聚集状态有晶态、非晶态还有塑晶态、液晶态，Ｃ正确；D．等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成正、负电荷大致相等，整体上呈电中性，D错误；故选D。【一隅三反】1．（2021·上海·位育中学高一阶段练习）下列关于物质聚集状态的说法正确的是A．气体有固定的形状和体积B．固体、液体不易被压缩的原因是构成的微粒直径太大C．影响物质聚集状态的外界因素主要是温度D．不同聚集状态的物质其内部微粒之间的平均距离、作用力和运动方式各不相同【答案】D【解析】A．压缩气体，一般来说气体体积减小，故气体没有固定的形状和体积，故A错误；B．固体、液体不易被压缩的原因是粒子之间间距很小，几乎为零，故B错误；C．影响物质聚集状态的外界因素是温度、压强，故C错误；D．气体微粒间间距一般大于固体和液体微粒间间距，气体分子运动速度一般比固体和液体分子运动速度快，因此不同聚集状态的物质其内部微粒之间的平均距离、运动方式不相同，故D正确。综上所述，答案为D。2．（2021·江苏·沛县教师发展中心）下列关于物质聚集状态的说法正确的是A．气体有固定的形状和体积B．固体、液体不易被压缩的原因是构成的粒子直径太大C．影响物质聚集状态的外界因素是温度D．不同聚集状态的物质其内部微粒之间的平均距离、运动方式不相同【答案】D【解析】A．压缩气体，一般来说气体体积减小，故A错误；B．固体、液体不易被压缩的原因是粒子之间间距很小，几乎为零，故B错误；C．影响物质聚集状态的外界因素是温度、压强，故C错误；D．气体微粒间间距一般大于固体和液体微粒间间距，气体分子运动速度一般比固体和液体分子运动速度快，因此不同聚集状态的物质其内部微粒之间的平均距离、运动方式不相同，故D正确。综上所述，答案为D。3．（2021·全国·高三专题练习）高温、紫外线、X射线和γ射线等都可以使气体转化为等离子体。下列叙述中不涉及等离子体的是A．日光灯和霓虹灯的灯管中 B．蜡烛的火焰中C．流星的尾部 D．南极的冰山中【答案】D【解析】高温下存在等离子体，日光灯、霓虹灯、蜡烛、流星都能形成高温环境。故答案选D。4．（2020·全国·）有关等离子体的说法不正确的是（）A．等离子体内部全部是带电荷的微粒B．等离子体中正、负电荷大致相等C．等离子体具有很好的导电性D．等离子体用途十分广泛【答案】A【解析】由大量带电微粒（离子、电子）和中性微粒（原子或分子）所组成的物质聚集体称为等离子体。因为等离子体中正、负电荷数大致相等，总体来看等离子体呈准电中性，等离子体具有很好的导电性，用途十分广泛，所以选项A不正确，其余选项都是正确的；故答案选A。考点二晶体与非晶体【例2-1】（2021·全国·专题练习）有关晶体的下列说法中，正确的是A．晶体中分子间作用力越大，分子越稳定B．共价晶体中共价键越强，熔点越高C．冰融化时水分子中共价键发生断裂D．氯化钠熔化时离子键未被破坏【答案】B【解析】A．晶体中分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质熔化、气化需消耗的能量就越大，物质的熔沸点就越高，而物质分子的稳定性与分子内化学键强弱有关，与分子的稳定性没有关系，A错误；B．共价晶体中原子之间以共价键结合，共价键越强，断裂共价键需消耗的能量就越高，物质的熔点、沸点就越高，B正确；C．冰融化时克服的是水分子中分子间作用力及氢键，而物质分子内的共价键不发生断裂，C错误；D．氯化钠是离子晶体，在其受热熔化时离子键会被破坏，D错误；故合理选项是B。【例2-2】（2021·浙江·宁波市北仑中学高二期中）下列哪些性质或方法不能区别晶体与玻璃体A．各向异性 B．X射线衍射C．导电性 D．原子在三维空间里呈周期性有序排列【答案】C【解析】根据晶体的特点和性质可知，晶体具有规则的几何外形、物理性质具有各向异性、衍射时能看到谱线、且晶体除金属晶体外，一般不容易导电，故选C项。【一隅三反】1．（2021·全国·高一课时练习）下列关于晶体的说法正确的是A．凡有规则几何外形的固体均为晶体B．晶体在不同方向上的硬度、导热性、导电性均相同C．水晶有固定的熔点，普通玻璃无固定的熔点D．将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体不是晶体【答案】C【解析】A．具有规则几何外形的固体不一定是晶体，故A错误；B．由于晶体内部质点排列的高度有序性，使得晶体在强度、导热性、光学性质等物理性质上常常表现为各向异性，故B错误；C．水晶是晶体，有固定的熔点，普通玻璃是混合物无固定的熔点，故C正确；D．得到晶体一般有三条途径：①熔融态物质凝固；②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)；③溶质从溶液中析出，所以将饱和硫酸铜溶液冷却降温，析出的固体是晶体，故D错误；故选C。2．（2021·全国·高二课时练习）下列关于晶体性质的描述中，正确的是A．晶体具有物理性质各向同性的特点B．形成晶体的形态与结晶过程的速率无关C．用射线衍射实验可以区分晶体和非晶体D．晶体表现自范性的过程是自发过程，不需要外界条件【答案】C【解析】A．由于晶体内部质点排列的有序性，所以晶体的某些物理性质具有各向异性的特点，故A错误；B．晶体的形成都有一定的形成条件，如温度、结晶速率等，故B错误；C．X射线衍射实验能够测出物质的内部结构，根据微粒是否有规则的排列可区分晶体与非晶体，故C正确；D．晶体的自范性指晶体能自发地呈现多面体外形的性质，所谓自发过程，即自动发生的过程，不过自发过程的实现仍需要一定的外界条件，故D错误；故选C。3．（2021·全国·高二）下列物质有固定熔点的是A．钢化玻璃 B．水泥 C．水玻璃 D．碳酸钠【答案】D【解析】钢化玻璃、水泥、水玻璃(硅酸钠的水溶液)均为混合物，不是晶体，没有固定熔点，碳酸钠是一种离子晶体，有固定熔点；故答案为D。4．（2021·北京通州·高二期中）通过下列操作获得的物质不是晶体的是A．液态水急速冷却到-108℃ B．凝华获得的碘C．从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜 D．从熔融态以适当速率凝固获得的硫【答案】A【解析】获得晶体的一般途径有三种：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。B、C、D得到的都是晶体，液态水急速冷却到-108℃得到的是玻璃态物质，不属于晶体，故合理选项是A。考点三晶胞【例3-1】（2021·全国·高二课时练习）下列有关晶胞的叙述中，正确的是。A．晶胞是晶体结构中最小的重复单元B．晶胞中的任何一个粒子都属于该晶胞C．所有晶体都是由平行六面体无隙组合而成D．不同晶体中的晶胞的大小和形状均相同【答案】A【解析】A．晶体结构中的最小重复单元是晶胞，A正确；B．由于晶胞要无隙并置排列，必然出现相邻晶胞共用粒子的情况，B错误；C．大部分晶体是由平行六面体形晶胞无隙并置而成，但不是所有晶体，C错误；D．不同晶体中的晶胞形状可能相同，但晶胞的大小不相同，如果形状和大小均相同，则是同一种晶胞，D错误；答案选A。【例3-2】（2022·辽宁沈阳·一模）F、K和Ni三种元素组成的一种化合物的晶胞如图所示。下列说法错误的是A．Ni位于元素周期表d区 B．该物质的化学式为K2NiF4C．Ni的配位数为6 D．该晶体属于分子晶体【答案】D【解析】A．Ni是28号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，位于元素周期表d区，A正确；B．晶胞中含有K为8×+2=4，F为16×+4×+2=8，Ni为8×+1=2，化学式为K4Ni2F8，化学式为K2NiF4，B正确；C．由图像可知，每个Ni周围距离最近的F有6个，故Ni的配位数为6，C正确；D．该晶胞由阳离子和阴离子构成，属于离子晶体，D错误；故选D。【一隅三反】1．（2021·全国·高二课时练习）因生产金属铁的工艺和温度等因素不同，产生的铁单质的晶体结构、密度和性质均不同，对铁晶体用X射线衍射进行测定，测得A、B两种晶胞，其晶胞结构示意图如下：则A、B两种晶胞中含有的铁原子数分别是：___________、___________个。【答案】24【解析】A晶胞中铁原子在8个顶点和1个中心，则含有铁原子是8×+1=2个；B晶胞中铁原子在8个顶点和6个面心，含有铁原子为8×+6×=4个。2．（2021·全国·高二课时练习）在高温超导领域中，有一种化合物叫钙钛矿，其晶胞如图所示。试回答：（1）在该晶体中每个钛离子周围与它最近且相等距离的钛离子有多少个____？（2）在该晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比是多少____？【答案】（1）6（2）3：1：1【解析】（1）根据晶胞的结构可知，以晶胞顶点上的钛离子为例，与之最近的钛离子分布在与同一棱的顶点上，由对称性可知，这样的离子有6个(上下左右前后各一个)；（2）利用均摊法可知，在每个晶胞中钛离子个数为8×=1，氧离子的个数为12×=3，钙离子个数为1，所以氧、钙、钛的粒子个数比是3：1：1。3．（2021·全国·高三专题练习）在某种含镁、镍、碳3种元素的超导材料晶体中，镁原子和镍原子一起以立方最密堆积方式形成有序结构。结构中的两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成，另种由镍原子和镁原子共同构成，碳原子只填充在由镍原子构成的八面体空隙中，晶胞如图所示。（1）组成该晶体的化学式为__。（2）完全由镍原子构成的八面体空隙与由镍原子和镁原子共同构成的八面体空隙的数量比为__。（3）若取碳原子为晶胞顶点，则镍原子位于晶胞的__位置。【答案】（1）MgNi3C（2）