高中物理第九章固体液体和物态变化1固体学案新人教版选修3_3

第九章固体、液体和物态变化
〔情景切入〕
“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”,“柳树结银花,松树绽银菊”,把我们带进如诗如画的仙境。

大自然蕴藏着无穷的奥秘,洁白轻灵的雪花为我们展露了冰山一角。

这一章我们从分子的三种聚集状态：固态、液态和气态来探究物质处于不同状态时的物理性质。

〔知识导航〕
根据分子动理论,分子永不停息地做无规则热运动,分子间存在相互作用的引力和斥力。

这一对矛盾决定了分子的不同聚集状态,也就决定了物质的结构。

当分子无规则运动起主要作用时,物质将呈气体状态；当分子力起主要作用时,物质将呈固体状态；当分子无规则运动与分子力相当时,物质将呈液体状态。

物质的不同结构,自然表现出不同的物理性质。

本章内容共四节,大致可分为两个单元：第一单元包括第1、2节,即“固体”和“液体”,讲述固体和液体的性质,这部分内容可看成是第七章“分子动理论”的具体应用。

第二单元包括第3、4节,即“饱和汽与饱和汽压”和“物态变化中的能量交换”,通过讲述汽化过程的一些知识,再扩展到物态变化中的能量交换。

本章重点：晶体和非晶体；晶体的微观结构；液体的表面张力；浸润和不浸润。

本章难点：饱和汽与饱和汽压；熔化热；汽化热。

〔学法指导〕
本章内容是对初中知识的扩展和加深,如何突破本章知识要点,把握重点、掌握方法是关键。

(1)理解晶体的微观结构,从宏观特征入手,通过照片和图示来呈现晶体的几何形状和规则的外形特征。

(2)会用分子动理论解释液体的性质,通过做实验,观察现象、深入思考、发现问题。

(3)从“动”的角度认识现象,理解“动态平衡”的思想。

(4)从分子动理论认识物态变化的能量交换。

(5)重视新旧知识的联系,将物理知识与当前活跃的科研领域结合起来,认识到物理知识在生活中的重要应用。

第一节固体
【素养目标定位】
了解固体的分类、晶体、非晶体
※知道晶体的分类、晶体的结构和性质
※理解单晶体的各向异性、多晶体和非晶体的各向同性【素养思维脉络】
课前预习反馈
知识点1 固体及其分类
1．特性
(1)固体看得见、摸得着,容易察觉它的存在。

(2)固体有__固定__的外形,可根据需要进行加工处理。

2．分类
固体通常可分为__晶体__和__非晶体__两大类。

知识点2 晶体的宏观特征
1．分类
晶体可分为__单晶体__和__多晶体__两类。

2．单晶体
(1)定义：具有__规则__的几何形状,外形都是由若干个__平面__围成的__多面体__。

(2)宏观特性：①具有__规则__的几何形状②具有__各向异性__ ③有__确定__的熔点。

3．多晶体
(1)定义：没有规则的几何形状,由小晶粒__杂乱无章__地排列在一起构成的晶体。

(2)宏观特性：①没有__规则__的几何形状②具有__各向同性__ ③有__确定__的熔点。

知识点3 非晶体的宏观特征
非晶体的物理性质是__各向同性__,没有固定的__熔点__。

知识点4 晶体的微观结构
1．规则性
单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自的__规则__排列,具有__空间__上的周期性。

2．变化或转化
在不同条件下,同种物质的微粒按照__不同规则__在空间排列,可以生成不同的晶体。

有些非晶体在一定条件下可以转化为__晶体__。

辨析思考
『判一判』
(1)铁块没有规则的几何形状,所以是非晶体。

(×)
(2)晶体具有确定的熔点。

(√)
(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。

(×)
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。

(√)
(5)玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状。

(√)
(6)晶体内部的微粒是静止的,而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的。

(×)
『选一选』
(多选)在样本薄片上均匀地涂上一层石蜡,然后用灼热的金属针尖点在样本的另一侧面,结果得到如图所示的两种图样,则( BC )
A．样本A一定是非晶体B．样本A可能是晶体
C．样本B一定是晶体D．样本B不一定是晶体
解析：单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,故B、C正确。

『想一想』
家庭、学校或机关的门锁常用“碰锁”,然而,这种锁使用一段时间后,锁舌就会变涩而不易被碰入,造成关门困难。

这时,你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下,碰锁便开关自如如初,并且可以持续几个月之久。

请你动手试一试,并回答其中的道理。

答案：石墨是金刚石的同素异形体,两者的不同结构,造成了物理性质上的很大差异,金刚石质地坚硬,而石墨由于具有层状结构,层与层之间结合不很紧密,故层与层之间易脱落,故能起到润滑作用。

用铅笔在纸上写字也是根据这个道理。

课内互动探究
探究
晶体和非晶体
┃┃思考讨论__■
如图所示是日常生活中常见的几种晶体和非晶体,请在图片基础上思考以下问题：
(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同？
(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？
提示：(1)单晶体有确定的形状,多晶体和非晶体没有确定的形状。

(2)不一定。

┃┃归纳总结__■
1．单晶体、多晶体及非晶体的区别
分类宏观外形物理性质
非晶体没有确定的形状
①没有固定熔点
②导电、导热、光学性质表现为各向同性
晶
体
单晶体有天然规则的形状
①有确定的熔点
②导热、导电、光学性质表现为各向异性
多晶体没有确定的形状
①有确定的熔点
②导热、导电、光学性质表现为各向同性
(1)组成晶体的物质微粒(分子或原子、离子),依照一定的规律在空间中整齐地排列。

(2)晶体中物质微粒的相互作用很强,微粒的热运动不足以克服它们的相互作用而远离。

(3)微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。

特别提醒
晶体、非晶体的区分关键是看有无固定的熔点,单晶体与多晶体的区分关键是看有无规则外形及物理性质是各向异性还是各向同性。

┃┃典例剖析__■
典例关于晶体和非晶体的说法,正确的是( D )
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．晶体一定有规则的几何形状,形状不规则的金属一定是非晶体
C．大粒盐磨成细盐,就变成了非晶体
D．所有的晶体都有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔点
解题指导：晶体和非晶体最本质的区别是晶体有确定的熔点,而非晶体没有。

由于多晶体和非晶体都具有各向同性、无规则外形的特点,仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体。

解析：只有单晶体才表现为各向异性,故A错；单晶体有规则的几何形状,而多晶体无规则的几何形状,金属属于多晶体,故B错；大粒盐磨成细盐,而细盐是形状规则的晶体,在放大镜下能清楚地观察到,故C错；晶体和非晶体的一个重要区别,就是晶体有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点,故D对。

┃┃对点训练__■
(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开,使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯。

石墨烯是碳的二维结构。

如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识,下列说法中正确的是( CD )
A．石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B．石墨是单质,石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
解析：石墨、石墨烯与金刚石都具有规则的分子排列,都是晶体。

从题目给出的物理情景看,石墨烯是用物理方法获得的。

故选项C、D正确。

核心素养提升
非晶体、单晶体和多晶体的区别与联系
案例下列说法中正确的是( A )
A．常见的金属材料都是多晶体
B．只有非晶体才显示各向同性
C．凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体
D．多晶体一定显示各向异性
解析：常见金属材料都是多晶体,故选项A正确；具有规则几何形状的固体不一定是晶体,如有规则形状的蜡烛不是晶体,故选项C错误；多晶体和非晶体均显示各向同性,故选项B、D 错误。

课堂巩固达标
1．(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示,横轴表示时间t,纵轴表示温度T。

下列判断正确的有( AB )
A．固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形,固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性
D．图线甲中ab段温度不变,所以甲的内能不变
解析：晶体具有固定的熔点,非晶体则没有固定的熔点,所以固体甲一定是晶体,固体乙一定是非晶体,故A正确；固体甲若是多晶体,则不一定有确定的几何外形,固体乙是非晶体,一定没有确定的几何外形,故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体,则不一定表现出各向异性,固体乙一定表现出各向同性,故C错误；晶体在熔化时具有一定的熔点,但由于晶体吸收热量,内能在增大,故D错误。

2．(2020·北京市朝阳区校级月考)下列关于固体的说法中,正确的是( A )
A．晶体熔化时,温度不变,但内能变化
B．单晶体一定是单质,有确定的几何形状,有确定的熔点
C．多晶体没有确定的几何形状,也没有确定的熔点
D．晶体都是各向异性的,而非晶体都是各向同性的
解析：晶体具有一定的熔点,在熔化时温度保持不变,但要不断的吸收热量,改变分子间的距离,所以内能也要发生变化,故A正确；单晶体具有确定的几何形状,有确定的熔点。

单晶体可以是单质,也可以是化合物,比如食盐、雪花等,故B错误；多晶体没有确定的几何形状,但有确定的熔点,故C错误；多晶体也是各向同性的,单晶体具有各向异性,故D错误。

3.(2020·山东省临朐第一中学高二下学期月考)如图所示,ACBD是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板,AB和CD是互相垂直的两条直径,把圆板从图示位置转90°后电流表示数发生了变化(两种情况下都接触良好),关于圆板,下列说法正确的是( C )
A．圆板是非晶体
B．圆板是多晶体
C．圆板是单晶体
D．不知有无固定熔点,无法判定是晶体还是非晶体
解析：电流表示数发生变化,说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同,即各向异性,所以圆板是单晶体,故选项A、B、D错误,选项C正确。