高中化学第3章第4节几类其他聚集状态的物质教案鲁科版选修3.docx

第4节　几类其他聚集状态的物质[学习目标定位]　知道物质除有三种基本的聚集状态外，还有晶体、非晶体、液晶、纳米材料和等离子体等其他聚集状态，知道非晶体、液晶、纳米材料和等离子体的概念及结构与性质的关系一　非晶体、液晶1．非晶体(1)晶体与非晶体的最大区别在于物质内部的微粒能否有序地规则排列2)非晶体的概念是内部原子或分子呈现杂乱无章的分布状态的固体玻璃、石蜡、沥青等物质内部微粒的排列则是长程无序和短程有序它们没有晶体结构所具有的对称性、各向异性和自范性3)某些非晶体的优异性能某些非晶态合金的强度和硬度高、耐腐蚀性好；非晶态硅对阳光的吸收系数比单晶硅大得多2．液晶(1)液晶的概念是物质在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性，称这类物质为液态晶体，简称液晶2)液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面之所以表现出类似晶体的各向异性，是因为其内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列3)在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，这就是电子手表和笔记本电脑上数字或图像得以显示的原因[归纳总结]1．晶体与非晶体必须是固体，二者本质的区别是物质内部的微粒能否有序地规则排列。

2．液晶为液态晶体，既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性[活学活用]1．下列有关非晶体的描述，不正确的是(　　)A．非晶体和晶体均呈固态B．非晶体内部的微粒是长程无序和短程有序的C．非晶体结构无对称性、各向异性和自范性D．非晶体合金的硬度和强度一定比晶体合金的小答案　D解析　晶体和非晶体均呈固态，A项正确；晶体与非晶体的最大区别在于物质内部的微粒是否有序地规则排列晶体之所以在合适的条件下可以自发地形成规则的几何外形，是因为其内部微粒在空间按一定规律做周期性重复排列而表现出长程有序，而非晶体内部的微粒是长程无序而短程有序的，由于非晶体内部的微粒不能按一定规律做周期性重复排列，因而非晶体结构无对称性、各向异性和自范性，故B、C项均正确；非晶体材料常常表现出一些优异的性能例如，某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶态合金的强度和硬度高5～10倍，故D项不正确2．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、压力和电场的影响答案　C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。

二　纳米材料和等离子体1．纳米材料(1)纳米材料实际上是指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料2)纳米颗粒内部具有晶状结构，界面则为无序结构，因此，纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质3)纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面完全不同于由微米量级或毫米量级的结构颗粒构成的材料，例如，纳米陶瓷有极高的硬度，并在低温下显示出良好的延展性，纳米金属则成为绝缘体，且各种金属纳米颗粒几乎都是黑色，据此纳米金属材料可用于制作隐形飞机上的雷达吸收材料2．等离子体(1)等离子体是由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体所谓等离子就是正、负电荷总数大致相等的一堆离子2)等离子体可通过高温、紫外线、X射线、γ射线等手段使气体转变为等离子体3)等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动，使等离子体有很好的导电性，加之有很高的温度和流动性，所以等离子体用途十分广泛，例如：人们可以用等离子束来切割金属或代替手术刀进行外科手术 [归纳总结]1．纳米材料由原子构成，只不过这些原子排列成了纳米量级(1～100_nm)的原子团，组成为纳米材料的结构粒子。

纳米材料包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料2．等离子体常被称为“超气态”，是一种电离的气体，是物质的一种奇特的聚集状态，又被称为物质的第四态或等离子态[活学活用]3．纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新材料给予了极大的关注纳米粒子是指直径为1～100nm的超细粒子(1nm＝10－9m)由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体B．一定条件下，纳米粒子可催化水的分解C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好D．纳米粒子半径小，表面活性高答案　A解析　本题考查纳米材料的特点，题中涉及纳米材料这一新型材料，根据纳米粒子的大小，判断出其分散质粒子大小刚好处在胶体分散质大小的范围内，因此我们要结合胶体知识，并紧密联系题干中的有关知识进行分析、讨论4．下列关于等离子体的叙述中，错误的是(　　)A．是物质的一种聚集状态B．是一种混合物存在状态C．具有导电性D．基本构成微粒只有阴、阳离子答案　D解析　等离子体的基本构成微粒既有带电的阴、阳离子，也有中性的分子或原子，是个复杂的混合体系，D选项错误。

几类其他聚集状态的物质比较聚集状态非晶体液晶纳米材料等离子体定义基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的聚集状态在一定温度范围内既有液体的可流动性，又具有晶体各向异性的聚集状态三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料由大量带电微粒和中性微粒所组成的物质聚集体特征某些非晶体合金强度和硬度高、耐腐蚀性强，非晶体硅对光的吸收系数大折射率、磁化率、电导率均表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小粒子细化、界面原子比例高，使纳米材料在光、声、电、磁、热、力、化学反应等方面具有特性导电性好、高温、流动性重要应用制作各种容器、太阳能电池液晶显示器、电子表、计算器、数字仪表化妆品、涂料、食品、化纤布料、隐形飞机切割金属、代替手术刀进行外科手术、显示器当堂检测1．下列说法不正确的是(　　)A．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，而非晶体内部物质微粒排列是不规则的B．橡胶没有固定的熔点C．非晶体的各种物理性质在各方向上都相同D．非晶体材料的性能不如晶体材料好答案　D解析　本题考查非晶体的结构和特性组成非晶体的原子或离子不是有规律排列的，这导致其物理性质、化学性质与晶体有很大差别，如没有固定的熔点、各向同性等。

但某些非晶态合金的强度和硬度比相应晶体的高5～10倍另外，有些非晶态合金的耐腐蚀性也强于晶态合金2．关于液晶，下列说法中正确的有(　　)A．液晶是一种晶体B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性C．液晶的化学性质与温度变化无关D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案　D解析　本题考查液晶的结构和性质液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向的排列比较整齐，且具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，选项D正确3．下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中，错误的是(　　)A．三维空间尺寸必须都处于纳米级B．既不是微观粒子，也不是宏观物质C．是原子排列成的纳米数量级原子团D．是长程无序的一种结构状态答案　A解析　纳米材料的基本构成微粒的尺度只需至少一维处于纳米级，A项叙述错误；纳米材料是短程有序而长程无序的一种结构状态，D项叙述正确；纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，既不是微观粒子，也不是宏观物质，B、C两项叙述正确4．等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或者进行外科手术，其利用了等离子体的特点是(　　)A．微粒带有电荷 B．高能量C．基本构成微粒多样化 D．准电中性答案　B解析　切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体高能量的特点。

5．已知BN是一种新型的无机材料，由于BN与CC属于等电子体物质(等电子体是原子个数相等，电子数也相等的物质)，其结构和性质有很大的相似性BN有两种晶体，根据以上信息，对BN两种晶体的描述中不正确的是(　　)A．其中一种晶体可用作耐磨材料B．其中一种晶体可用作润滑材料C．其中一种晶体键角为90°D．其中一种晶体中存在六元环答案　C解析　本题考查等电子体的概念及金刚石、石墨的结构特征BN与CC是等电子体，结构与性质相似，因此BN有两种晶体，一种是类似于石墨的层状结构，此种结构晶体可作润滑材料；另一种是类似于金刚石的空间网状结构，此种结构晶体可作耐磨材料两种晶体中的键角一个是120°，一个是109.5°，均不是90°类似于石墨的晶体中存在平面六元环，类似金刚石的晶体中存在立体六元环结构，因此只有C不正确40分钟课时作业[基础过关]一、物质的聚集状态1．下列叙述正确的是(　　)A．食盐粉末为非晶体B．液体与晶体混合物叫液晶C．最大维度处于纳米尺度的材料叫纳米材料D．等离子体的外观为气态答案　D解析　食盐粉末仍由细小食盐晶体组成，保持食盐晶体的结构和性质特点，不是非晶体，故A项不正确；液晶是指外观为液态，但却有晶体的特性的物质，故B项不正确；纳米材料是指至少有一维为纳米级尺度的材料，故C项不正确；等离子体是物质在气态的基础上进一步解离产生的气态带电微粒，故D项正确。

2．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是(　　)A．等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序的答案　D解析　纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成纳米颗粒是长程有序的晶体结构，界面则是既不长程有序也不短程有序的无序结构，因此纳米材料是宏观物体的独特性质3．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，有关玻璃水的叙述正确的是(　　)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．玻璃态水中氢键与冰不同D．玻璃态水是分子晶体答案　C解析　由于玻璃态的水与普通水密度相同，水由液态变为玻璃态时，体积不变，A、B不正确玻璃态水中氢键与冰中不相同，冰中水分子间因氢键的形成而出现空洞造成体积膨胀，C正确玻璃态不属于晶体，D不正确二、晶体与非晶体4．某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么它(　　)A．一定是晶体 B．一定是非晶体C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体答案　D解析　晶体具有各向异性，A选项错误；固体在不同方向上的物理性质相同，该固体可能是非晶体，也可能是其他类型聚集状态的物质，如纳米材料。

综上所述，只有D选项合理5．下列物质的聚集状态属于晶体的是(　　)A．立方体形的食盐颗粒 B．长方体形的玻璃C．固体沥青 。