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(duì)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(duì)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(dòng)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(shí)，液晶分子能夠沿電場(chǎng)方向排列，而在移去電場(chǎng)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(duì)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　B 3．某個(gè)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(gè)或幾十個(gè)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(jí)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(dòng)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(dòng)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(jí)或毫米量級(jí)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(jì)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(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＝10－9 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(hào)：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(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】　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，重金屬微粒可使蛋白質(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