2018-2019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)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) 1．了解非晶體、液晶、等離子體、納米材料的結(jié)構(gòu)特征及特殊性質(zhì)。 2．了解上述其他聚集狀態(tài)物質(zhì)的實(shí)際用途和應(yīng)用。(難點(diǎn)) 非 晶 體 和 液 晶 [基礎(chǔ)初探] 教材整理1　非晶體 1．定義 內(nèi)部原子或分子的排列呈雜亂無章的分布狀態(tài)的固體稱為非晶體。 例如：橡膠、玻璃、石蠟、瀝青等。 2．與晶體的區(qū)別 最大區(qū)別：物質(zhì)內(nèi)部的微粒能否有序地規(guī)則排列。 (1)晶體內(nèi)部微粒在空間按一定規(guī)律周期性重復(fù)排列而表現(xiàn)出長程有序。 (2)非晶體的內(nèi)部微粒的排列則是長程無序和短程有序的。 3．非晶體的優(yōu)異性能 (1)某些非晶態(tài)合金的強(qiáng)度和硬度比相應(yīng)晶態(tài)合金的高。 (2)某些非晶態(tài)合金在中性鹽溶液或酸性溶液中的耐腐蝕性比不銹鋼好。 (3)非晶態(tài)硅對陽光的吸收系數(shù)比單晶硅大。 為什么非晶體沒有晶體所具有的對稱性、各向異性和自范性？ 【提示】　因?yàn)榉蔷w的內(nèi)部微粒的排列是長程無序和短程有序。 教材整理2　液晶 1．定義 在一定的溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動性，又具有晶體的各向異性的物質(zhì)稱液晶。 2．性質(zhì)及原因 性質(zhì)：液晶在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等宏觀性質(zhì)方面表現(xiàn)各向異性。 原因：液晶內(nèi)部分子的排列沿分子長軸方向呈現(xiàn)出有序的排列。 為什么液晶具有顯示功能？ 【提示】　液晶的顯示功能與液晶材料內(nèi)部分子的排列有關(guān)，在施加電壓時，液晶分子能夠沿電場方向排列，而在移去電場后，液晶分子又恢復(fù)到原來的狀態(tài)，所以液晶具有顯示功能。 [題組沖關(guān)] 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)部的粒子是長程無序和短程有序 C．非晶體結(jié)構(gòu)無對稱性、各向異性和自范性 D．水晶屬于非晶體 【解析】　水晶(SiO2)屬于原子晶體。 【答案】　D 2．下列有關(guān)晶體和非晶體的說法中正確的是(　　) A．具有規(guī)則幾何外形的固體均為晶體 B．晶體具有自范性，非晶體沒有自范性 C．晶體研碎后即變成非晶體 D．將玻璃加工成規(guī)則的固體即變成晶體 【解析】　是否具有規(guī)則的幾何外形不能作為判斷晶體與非晶體的依據(jù)，如玻璃雖有規(guī)則的幾何外形但卻是混合物，屬于非晶體，A項錯誤；研碎只是晶體大小發(fā)生變化，但晶體內(nèi)部微粒仍為長程有序，所以晶體類型不變，同樣，非晶體即便是加工成形，其內(nèi)部粒子仍然是長程無序，短程有序，仍為非晶體，B項正確，C、D項錯誤。 【答案】　B 3．某個固體在不同方向上的物理性質(zhì)是相同的，那么它(　　) A．一定是晶體 B．一定是非晶體 C．一定是多晶體 D．不一定是非晶體 【解析】　晶體具有各向異性，A選項錯誤；固體在不同方向上的物理性質(zhì)相同，該固體可能是非晶體，也可能是其他類型的聚集狀態(tài)的物質(zhì)，如納米材料。綜上所述，只有D選項合理。 【答案】　D 4．關(guān)于液晶的下列說法正確的是(　　) A．液晶是液體和晶體的混合物 B．液晶是一種晶體 C．液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定 D．所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶 【答案】　C 納 米 材 料 和 等 離 子 體 [基礎(chǔ)初探] 教材整理1　納米材料 1．定義 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) 納米材料由直徑為幾個或幾十個納米的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)，界面則為無序結(jié)構(gòu)，因此納米材料具有既不同于微觀粒子又不同于宏觀物體的獨(dú)特性質(zhì)。 3．構(gòu)成粒子 (1)納米材料的結(jié)構(gòu)粒子是排列成了納米量級的原子團(tuán)。 (2)通常，組成納米材料的晶狀顆粒內(nèi)部的有序原子與晶粒界面的無序原子各約占原子總數(shù)的50%，從而形成與晶態(tài)、非晶態(tài)均不同的一種新的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。納米材料的粒子細(xì)化和界面原子比例較高。 納米材料有什么特性？ 【提示】　粒子細(xì)化、界面原子比例較高，使納米材料在光、聲、電、磁、熱、力、化學(xué)反應(yīng)等方面具有特性。 教材整理2　等離子體 1．定義 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)聚集體稱為等離子體。 2．特點(diǎn) 等離子體中正、負(fù)電荷數(shù)大致相等，總體來看等離子體呈準(zhǔn)電中性。 3．性質(zhì) 等離子體具有很好的導(dǎo)電性，很高的溫度和流動性。 如何使氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體？ 【提示】　高溫加熱氣體或用紫外線、X射線和γ射線照射氣體，都可以使氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體。 [合作探究] 等離子體、液晶、納米材料典型性質(zhì)探究 [探究問題] 1．等離子體中正、負(fù)電荷大致相等，總體來看等離子體呈準(zhǔn)電中性，等離子體具有很好的導(dǎo)電性。 2．液晶既具有液體的可流動性，又具有像晶體那樣的各向異性，在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等方面具有宏觀物體的性質(zhì)。 3．納米材料具有良好的物理、化學(xué)性質(zhì)。納米材料在光、聲、電、磁、熱、力、化學(xué)反應(yīng)等方面完全不同于由微米量級或毫米量級的結(jié)構(gòu)顆粒構(gòu)成的材料。 [核心突破] 四種聚集狀態(tài)的比較 聚集狀態(tài) 非晶體 液晶 納米材料 等離子體 定義 基本構(gòu)成微粒的排列是長程無序和短程有序的聚集狀態(tài) 在一定溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動性，又具有晶體各向異性的聚集狀態(tài) 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 由大量帶電微粒和中性微粒所組成的物質(zhì)聚集體 特征 某些非晶體合金強(qiáng)度和硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)，非晶態(tài)硅對光的吸收系數(shù)大 折射率、磁化率、電導(dǎo)率均表現(xiàn)出各向異性，液晶顯示的驅(qū)動電壓低、功率小 粒子細(xì)化、界面原子比例較高，使納米材料在光、聲、電、磁、熱、力、化學(xué)反應(yīng)等方面具有特性 導(dǎo)電性好、具有高溫、流動性 重要應(yīng)用 制作各種容器、太陽能電池 液晶顯示器、電子表、計算器、數(shù)字儀表 化妝品、涂料、食品、化纖布料、隱形飛機(jī) 切割金屬、代替手術(shù)刀進(jìn)行外科手術(shù)、顯示器 [題組沖關(guān)] 1．納米材料是21世紀(jì)最有前途的新型材料之一，世界各國對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＝10－9 m)。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)，可開發(fā)為新型功能材料。下列有關(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】　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)，所以納米材料可以形成膠體。 【答案】　A 2．下列關(guān)于納米技術(shù)的敘述不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：66240031】 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】　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，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，所以短時間內(nèi)可產(chǎn)生更大推動力，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。 【答案】　B 3．高溫、紫外線、X射線和γ射線等都可以使氣體轉(zhuǎn)化為等離子體。下列敘述中不涉及等離子體的是(　　) A．日光燈和霓虹燈的燈管中 B．蠟燭的火焰中 C．流星的尾部 D．南極的冰山中 【解析】　高溫下存在等離子體，日光燈、霓虹燈、蠟燭、流星都能形成高溫環(huán)境。 【答案】　D 4．等離子體的用途十分廣泛，運(yùn)用等離子體來切割金屬或者進(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】　運(yùn)用等離子體來切割金屬或者進(jìn)行外科手術(shù)，是利用了等離子體具有高能量的特點(diǎn)。 【答案】　B