2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì) 第4節(jié) 幾類其他聚集狀態(tài)的物質(zhì)教學(xué)案 魯科版選修3.doc

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第4節(jié)　幾類其他聚集狀態(tài)的物質(zhì) [課標(biāo)要求] 1．了解非晶體和液晶。 2．了解納米材料和等離子體。 　 1.其他聚集狀態(tài)的物質(zhì)有非晶體、液晶、納米材料、等離子體。 2．非晶體是指內(nèi)部原子或分子的排列呈雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)的固體。 3．液晶是指在一定的溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性的物質(zhì)。 4．納米材料是指三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度的、具有特定功能的材料。 5．等離子體是指由大量帶電微粒(離子、電子)和中性微粒(原子或分子)所組成的物質(zhì)聚集體。 1．非晶體 (1)概念：內(nèi)部原子或分子的排列呈雜亂無(wú)章的分布狀態(tài)的固體。 (2)非晶體和晶體的區(qū)別 物質(zhì)類別 晶體 非晶體 內(nèi)部微粒排列 長(zhǎng)程有序 長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序 性質(zhì) 有對(duì)稱性、各向異性、自范性 無(wú)對(duì)稱性、各向異性、自范性 2．液晶 (1)概念：在一定的溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性的物質(zhì)。 (2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 液晶內(nèi)部分子的排列沿分子長(zhǎng)軸方向呈現(xiàn)出有序排列，使液晶在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等宏觀性質(zhì)方面表現(xiàn)出類似晶體的各向異性。 1．有關(guān)非晶體的描述，不正確的是(　　) A．非晶體和晶體均呈固態(tài) B．非晶體內(nèi)部的粒子是長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序 C．非晶體結(jié)構(gòu)無(wú)對(duì)稱性、各向異性和自范性 D．水晶屬于非晶體 解析：選D　水晶(SiO2)屬于原子晶體。 2．關(guān)于液晶的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．液晶是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài) B．液晶具有流動(dòng)性 C．液晶和液態(tài)是物質(zhì)的同一種聚集狀態(tài) D．液晶具有各向異性 解析：選C　液晶是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外的一種聚集狀態(tài)，與液態(tài)不是同一種聚集狀態(tài)。 1．納米材料 (1)概念：三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度的、具有特定功能的材料。 (2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ①納米材料由納米顆粒和顆粒間的界面兩部分組成。納米顆粒內(nèi)部具有晶狀結(jié)構(gòu)，界面則為無(wú)序結(jié)構(gòu)。 ②組成粒子為原子排列成納米量級(jí)的原子團(tuán)。 2．等離子體 (1)概念：由大量帶電微粒(離子、電子)和中性微粒(原子或分子)所組成的物質(zhì)聚集體。 (2)組成特點(diǎn)： ①等離子體中正、負(fù)電荷數(shù)大致相等，總體上等離子體呈準(zhǔn)電中性。 ②等離子體中的微粒帶有電荷且能自由運(yùn)動(dòng)，使等離子體具有很好的導(dǎo)電性。 [特別提醒]　 (1)納米材料既不屬于晶體也不屬于膠體，有其他聚集狀態(tài)，如非晶體、等離子體、液晶等。 (2)等離子體是由大量帶電微粒(離子、電子)和中性微粒(原子或分子)所組成的物質(zhì)聚集體，由于正、負(fù)電荷大致相等，所以總體上說(shuō)等離子體呈準(zhǔn)電中性，不是離子。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)納米是一種非晶體(　　) (2)納米材料具有丁達(dá)爾效應(yīng)(　　) (3)SO和PO屬于等離子體(　　) (4)等離子體具有導(dǎo)電性(　　) (5)等離子體屬于晶體，故屬于純凈物(　　) 答案：(1)　(2)　(3)　(4)√　(5) 2．關(guān)于納米材料，下列說(shuō)法正確的是(　　) ①納米材料可大大提高材料的強(qiáng)度和硬度 ②納米材料可提高材料的磁性 ③納米材料能制作高貯存密度的量子磁盤 ④納米機(jī)器人“醫(yī)生”能進(jìn)入人體殺死癌細(xì)胞 ⑤納米是長(zhǎng)度單位 A．①②③④⑤　　　　　 B．②③④ C．②③④⑤ D．①②③④ 解析：選A　納米材料的性能包括提高材料的強(qiáng)度、硬度、改變顏色、增強(qiáng)磁性等。納米技術(shù)能制造出納米“機(jī)器人”，進(jìn)入人體殺死癌細(xì)胞，制作的量子磁盤，能作高密度的磁記錄。納米是長(zhǎng)度單位。 [三級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列物質(zhì)中，不屬于非晶體的是(　　) A．玻璃　　　　　　　　 B．石蠟和瀝青 C．塑料 D．干冰 解析：選D　干冰屬于分子晶體，玻璃、石蠟、瀝青、塑料均屬于非晶體。 2．從我們熟悉的食鹽、金屬、冰到貴重的鉆石等都是晶體，而同樣透明的玻璃卻是非晶體。下列關(guān)于晶體和非晶體本質(zhì)區(qū)別的敘述中，正確的是(　　) A．是否具有規(guī)則的幾何外形的固體 B．是否具有固定組成的物質(zhì) C．是否具有美觀對(duì)稱的外形 D．內(nèi)部基本構(gòu)成微粒是否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列 解析：選D　有規(guī)則幾何外形或美觀對(duì)稱外形的固體不一定都是晶體，如玻璃制品可以塑造出規(guī)則的幾何外形，也可以具有美觀對(duì)稱的外觀；具有固定組成的物質(zhì)也不一定是晶體，如某些無(wú)定形體也有固定的組成。晶體和非晶體的本質(zhì)區(qū)別在于其微觀結(jié)構(gòu)不同。 3．有關(guān)液晶的敘述，不正確的是(　　) A．液晶既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性 B．液晶最重要的用途是制造液晶顯示器 C．液晶不是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài) D．液晶分子聚集在一起時(shí)，其分子間相互作用很容易受溫度、壓力和電場(chǎng)的影響 解析：選C　從液晶的結(jié)構(gòu)特征看，液晶具有晶體的某些性質(zhì)，如各向異性。在電場(chǎng)作用下，液晶分子能夠沿電場(chǎng)方向排列，這也是制造液晶顯示器的依據(jù)。液晶是介于液態(tài)和固態(tài)之間的一種聚集狀態(tài)，故只有C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．等離子體的用途十分廣泛，運(yùn)用等離子體來(lái)切割金屬或者進(jìn)行外科手術(shù)，其利用了等離子體的特點(diǎn)是(　　) A．微粒帶有電荷 B．高能量 C．基本構(gòu)成微粒多樣化 D．準(zhǔn)電中性 解析：選B　運(yùn)用等離子體來(lái)切割金屬或者進(jìn)行外科手術(shù)，是利用了等離子體具有高能量的特點(diǎn)。 ( 1．普通玻璃和水晶的根本區(qū)別在于(　　) A．外形不一樣 B．普通玻璃的基本構(gòu)成粒子無(wú)規(guī)則地排列，水晶的基本構(gòu)成粒子按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列 C．水晶有固定的熔點(diǎn)，普通玻璃無(wú)固定的熔點(diǎn) D．水晶可用于能量轉(zhuǎn)換，普通玻璃不能用于能量轉(zhuǎn)換 解析：選B　普通玻璃屬于非晶體，水晶屬于晶體，二者的根本區(qū)別在于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。 2．下列關(guān)于各向異性的描述中正確的是(　　) A．各向異性是指非晶體沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀 B．各向異性是指非晶體的物理性質(zhì)與方向的關(guān)系 C．各向異性是指非晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與方向有關(guān) D．各向異性是指晶體的物理性質(zhì)與方向的關(guān)系 解析：選D　各向異性指晶體在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。 3．下列關(guān)于等離子體的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài) B．是一種混合物存在狀態(tài) C．具有導(dǎo)電性 D．基本構(gòu)成微粒只有陰、陽(yáng)離子 解析：選D　根據(jù)等離子體的構(gòu)成，可知既有帶電的陰、陽(yáng)離子，也有中性的分子或原子，是個(gè)復(fù)雜的混合體系。 4．下列敘述正確的是(　　) A．食鹽粉末為非晶體 B．液體與晶體混合物叫液晶 C．最大維度處于納米尺度的材料叫納米材料 D．等離子體的外觀為氣態(tài) 解析：選D　食鹽粉末仍由無(wú)數(shù)晶體顆粒組成；液晶是指外觀為液態(tài)但具有晶體特性的物質(zhì)；納米材料指三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度的、具有特定功能的材料；等離子體是物質(zhì)在氣態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成的氣態(tài)微粒聚集體。 5．下列關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．物質(zhì)只有氣、液、固三種聚集狀態(tài) B．氣態(tài)是高度無(wú)序的體系存在狀態(tài) C．固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合的較緊湊，相對(duì)運(yùn)動(dòng)較弱 D．液態(tài)物質(zhì)的微粒間距離和作用力的強(qiáng)弱介于固、氣兩態(tài)之間，表現(xiàn)出明顯的流動(dòng)性 解析：選A　物質(zhì)除氣、液、固三種聚集狀態(tài)以外，還有其他的聚集狀態(tài)，如液晶、納米材料、非晶體、等離子體。 6．下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．晶體具有固定的熔、沸點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有固定熔、沸點(diǎn) B．晶體與非晶體具有相同的性質(zhì) C．部分電子表、電腦的顯示器是由液晶材料制成的 D．等離子體是一種很好的導(dǎo)電體，在信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景 解析：選B　晶體與非晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，故表現(xiàn)的性質(zhì)不同。 7．下列關(guān)于特殊聚集狀態(tài)應(yīng)用的描述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．運(yùn)用等離子束切割金屬 B．晶體合金的硬度和強(qiáng)度均比非晶體合金的硬度和強(qiáng)度高 C．液晶用于各種顯示儀器上 D．化妝品中加入納米顆?？墒蛊渚邆浞雷贤饩€的功能 解析：選B　某些非晶體合金的硬度和強(qiáng)度比晶體合金的硬度和強(qiáng)度高。 8．下列關(guān)于納米技術(shù)的敘述不正確的是(　　) A．將“納米材料”均勻分散到液體分散劑中可制得液溶膠 B．用納米級(jí)金屬顆粒粉劑作催化劑可加快反應(yīng)速率，提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率 C．用納米顆粒粉劑做成火箭的固體燃料將有更大的推動(dòng)力 D．銀器能抑菌、殺菌，納米銀微粒植入內(nèi)衣織物中，有奇異的抑菌、殺菌效果 解析：選B　納米材料的直徑在1 nm～100 nm范圍內(nèi)，與膠粒直徑范圍相同，A正確；催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)的速率，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，B不正確；與塊狀固體相比，納米顆粒直徑小，表面積大，因而化學(xué)反應(yīng)的速率快，所以短時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生更大推動(dòng)力，C正確；銀為重金屬，重金屬微?？墒沟鞍踪|(zhì)變性，故有殺菌作用，D正確。 9．將下列物質(zhì)和用途對(duì)應(yīng)連接。 A金剛石　　　　　　　(1)用作導(dǎo)線 B金屬銅 (2)顯示器 C液晶 (3)吸光材料 D非晶體硅 (4)鉆磨材料 答案：A—(4)　B—(1)　C—(2)　D—(3) 1．液晶廣泛用于電子儀表產(chǎn)品等，MBBA是一種研究較多的液晶材料，其化學(xué)式為C18H21NO，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．MBBA屬于有機(jī)高分子化合物 B．MBBA由碳、氫、氧、氮四種元素組成 C．MBBA中碳、氫、氧、氮的原子個(gè)數(shù)比為18∶21∶2∶1 D．MBBA中含有一氧化氮分子 解析：選B　A項(xiàng)，有機(jī)高分子化合物是由一類相對(duì)分子質(zhì)量很大的分子聚集而成，且無(wú)固定的化學(xué)式，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，此物質(zhì)由碳、氫、氧、氮四種元素組成，正確；C項(xiàng)，由MBBA的化學(xué)式可知，碳、氫、氧、氮的原子個(gè)數(shù)比為18∶21∶1∶1，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，MBBA物質(zhì)是由C18H21NO分子構(gòu)成的化合物，不含NO分子，錯(cuò)誤。 2．水除了氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)以外，還有玻璃態(tài)。它是由液態(tài)水急速冷卻到160 K時(shí)形成的，無(wú)固定的形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，且密度與液態(tài)水相同。以下關(guān)于玻璃態(tài)水的敘述中正確的是(　　) A．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積縮小 B．水由液態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，體積膨脹 C．水的玻璃態(tài)是一種特殊狀態(tài) D．玻璃態(tài)水是分子晶體 解析：選C　據(jù)液態(tài)水與玻璃態(tài)水密度相同，可知等質(zhì)量的液態(tài)水和玻璃態(tài)水體積相同，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；玻璃態(tài)水是介于液態(tài)水和冰之間的一種特殊聚集狀態(tài)，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，玻璃態(tài)水無(wú)固定的形狀，不存在晶體結(jié)構(gòu)，故不屬于晶體。 3．納米是長(zhǎng)度單位，1 nm等110－9 m，物質(zhì)的顆粒達(dá)到納米級(jí)時(shí)，具有特殊的性質(zhì)。如將單質(zhì)銅制成“納米銅”時(shí)，“納米銅”具有非常強(qiáng)的化學(xué)活性，在空氣中可以燃燒。下列對(duì)“納米銅”的有關(guān)敘述正確的是(　　) A．常溫下，“納米銅”比銅片的金屬性強(qiáng) B．常溫下，“納米銅”比銅片更易失電子 C．常溫下，“納米銅”與銅片的還原性相同 D．常溫下，“納米銅”比銅片的氧化性強(qiáng) 解析：選B　“納米銅”能在空氣中燃燒，說(shuō)明比銅片活潑，即比銅片更易失電子，比銅片還原性強(qiáng)；銅片和“納米銅”均為銅單質(zhì)，故金屬性相同。 4．下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)結(jié)構(gòu)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．等離子體的基本構(gòu)成微粒是帶電的離子和電子及不帶電的分子或原子 B．非晶體基本構(gòu)成微粒的排列是長(zhǎng)程無(wú)序和短程有序的 C．液晶內(nèi)部分子沿分子長(zhǎng)軸方向有序排列，使液晶具有各向異性 D．納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分，兩部分都是長(zhǎng)程有序的 解析：選D　題中涉及幾種特殊聚集狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)納米材料構(gòu)成可得，界面是無(wú)序結(jié)構(gòu)。 5．納米材料是最有前途的新型材料之一，世界各國(guó)對(duì)這一新材料給予了極大的關(guān)注。納米粒子是指直徑為1～100 nm的超細(xì)粒子(1 nm＝10－9m)。由于表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，其常有奇特的光、電、磁、熱等性質(zhì)，可開(kāi)發(fā)為新型功能材料，有關(guān)納米粒子的敘述不正確的是(　　) A．因納米粒子半徑太小，故不能將其制成膠體 B．一定條件下納米粒子可催化水的分解 C．一定條件下，納米TiO2陶瓷可發(fā)生任意彎曲，可塑性好 D．納米粒子半徑小，表面活性高 解析：選A　題中涉及納米材料這一新型材料，根據(jù)納米粒子微粒大小，判斷出其分散質(zhì)粒子大小剛好處在膠體分散質(zhì)大小的范圍內(nèi)，因此，將其分散到適當(dāng)?shù)姆稚┲校芍频媚z體。 6.21世紀(jì)的新領(lǐng)域納米技術(shù)正日益受到各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注，請(qǐng)根據(jù)右圖回答下列問(wèn)題： (1)納米是________單位，1 nm等于________m。納米科學(xué)與技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1～100 nm 范圍內(nèi)材料的性質(zhì)與應(yīng)用。它與________分散質(zhì)的粒子大小一樣。 (2)世界上最小的馬達(dá)，只有千萬(wàn)分之一個(gè)蚊子那么大，如上圖，這種分子馬達(dá)將來(lái)可用于消除體內(nèi)垃圾。 ①該圖是馬達(dá)分子的________。 ②該分子中含有的組成環(huán)的原子是________元素的原子，分子中共有________個(gè)該原子。 解析：根據(jù)題給信息，分子馬達(dá)可用于消除體內(nèi)垃圾，應(yīng)是含碳物質(zhì)，再根據(jù)圖中“”原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)一步確定組成環(huán)的原子是碳原子。 答案：(1)長(zhǎng)度　10－9　膠體 (2)①球棍模型?、谔肌?0 7．(1)(CH3)3NH＋和[AlCl4]－可形成離子液體。離子液體由陰、陽(yáng)離子組成，熔點(diǎn)低于100 ℃，其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑______(填“大”或“小”)，可用作______(填代號(hào))。 a．助燃劑 B．“綠色”溶劑　c．復(fù)合材料　d．絕熱材料 (2)在納米級(jí)的空間中，水的結(jié)冰溫度是怎樣的呢？為此，科學(xué)家對(duì)不同直徑碳納米管中水的結(jié)冰溫度進(jìn)行分析。下圖是四種不同直徑碳納米管中的冰柱結(jié)構(gòu)及結(jié)冰溫度，冰柱的大小取決于碳納米管的直徑。水在碳納米管中結(jié)冰的規(guī)律是________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由(CH3)3NH＋和[AlCl4]－形成的離子液體，陰、陽(yáng)離子間的作用力肯定大于有機(jī)溶劑分子間的范德華力，因此其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑??；該離子液體中不含氧，則其不助燃，屬于無(wú)機(jī)物，一般不能用作復(fù)合材料；由陰、陽(yáng)離子形成的離子液體，應(yīng)該具有導(dǎo)熱性，不可能用作絕熱材料。 (2)由題圖可知，隨著碳納米管直徑的增大，結(jié)冰溫度依次為27 ℃、7 ℃、－53 ℃、－83 ℃，即碳納米管直徑越大，結(jié)冰溫度越低。 答案：(1)小　b (2)碳納米管直徑越大，結(jié)冰溫度越低