《晶体的微观结构》同步练习4.doc

第二节　晶体的微观结构
第三节　固体新材料

1．(双选)下列说法中正确的是(　　)
A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体
C．普通玻璃是非晶体
D．一块铁虽然是各向同性的，但它们是晶体

解析：一种元素可以生成多种晶体，因为其分子可能排成几种空间点阵结构．玻璃为非晶体，而石英为晶体，所有的金属都为多晶体，故C、D正确．
答案：CD

2．晶体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于(　　)
A．破坏空间点阵结构，增加分子势能
B．破坏空间点阵结构，增加分子动能
C．破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能
D．破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能

解析：晶体有固定的熔点，熔化过程中吸收热量用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加，A正确．
答案：A

3．(双选)比较金刚石与石墨的结果是(　　)
A．它们是同一种物质，只是内部微粒的排列不同
B．它们的物理性质有很大的差异
C．由于它们内部微粒排列规则不同，所以金刚石为晶体，石墨是非晶体
D．金刚石是单晶体，石墨是多晶体

解析：同一种物质微粒可能形成不同的晶体结构，从而生成种类不同的几种晶体，金刚石与石墨是它的一个特例．
答案：AB

4．下列叙述中，不能利用晶体的微观结构来解释的是(　　)
A．晶体有规则的几何外形，非晶体没有规则的几何外形
B．晶体有一定的熔点，非晶体没有熔点
C．晶体的导电性能比非晶体好
D．单晶体的各向异性

解析：由晶体的微观结构特点可知A、B、D正确；晶体的导电性能不一定比非晶体好．
答案：C

5．(双选)下列叙述中错误的是(　　)
A．单晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B．单晶体具有天然规则的几何外形，是由于它的微粒按一定规则排列
C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D．石墨的硬度与金刚石差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布

解析：单晶体内部微粒排列的空间结构决定着单晶体的物理性质，也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有天然规则的几何形状．石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度．
答案：CD

6．(双选)下列关于晶体空间结构的说法，正确的是(　　)
A．构成晶体空间结构的物质微粒，只能是离子
B．晶体的物质微粒之所以能构成空间结构，是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间结构的结点上不动
C．所谓空间点阵与空间结构的结点，都是抽象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息地微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近的微小振动，就是热运动
D．相同的物质微粒，可以构成不同的空间结构；也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质

解析：组成晶体的物质微粒可以是分子、原子或离子，这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子．显然，组成晶体的物质微粒处在永不停息地无规则的热运动之中，物质微粒之间还存在相互作用，晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离，综上所述，选项C、D正确．
答案：CD

7．现代建筑出现一种新设计：在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球，球内充入一种非晶体材料，当温度升高时，球内材料熔化吸热，当温度降低时，球内材料凝固放热，使建筑内温度基本保持不变．下列四个图象中， 表示球内材料的熔化图象的是(　　)

解析：由于该球内充入的是一种非晶体材料，根据非晶体熔化过程中吸热、温度不断升高但没有一定的熔点的特点，可以判断应该选C；而A是晶体熔化的图象；B、D分别是晶体和非晶体的凝固图象．
答案：C

8．下图是萘晶体的熔化曲线，由图可知，萘的熔点是________，熔化时间为________．

若已知萘的质量为m，固态时比热为c1，液态时比热为c2，熔化热为λ，试计算在0～t1 、t1 ～t2和t2～t3这三个时间间隔中吸收的热量．

答案：θ2　t2－t1
0～t1：Q1＝c1m(θ2－θ1)
t1～t2：Q2＝λ·m
t2～t3：Q3＝c2m(θ3－θ2)

9．家庭、学校等有关的门锁常用“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：石墨由于具有层状结构，层与层之间结合不是很紧密，层与层之间易脱落，故能起到润滑作用．在锁舌上用铅笔摩擦几下，碰锁便开关自如如初，也是根据这个道理．

什么是纳米材料？
纳米(nm)是长度单位，1纳米是10－9 米，对宏观物质来说，纳米是一个很小的单位，人的头发丝的直径一般为7 000～8 000 nm，人体红细胞的直径一般为3 000～5 000 nm，病毒的直径也在几十至几百纳米大小，金属的晶粒尺寸一般在微米量级；对于微观物质如原子、分子等以前用埃()为单位来表示，1相当于1个氢原子的直径，1nm＝10.
一般认为纳米材料应该包括两个基本条件：
(1)材料的特征尺寸在1～100 nm之间．
(2)材料具有区别常规尺寸材料的一些特殊物理化学特性．
纳米碳管——21世纪的新型碳材料
纳米碳管又叫巴基管，是碳的同素异形体．它由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管．

纳米碳管的优点：高机械强度和高弹性，强度≥钢的100倍，密度≤钢的.优良的导体和半导体具有高比表面积，吸附性能强，具有优良的光学特性．
纳米碳管的功能化：①共价功能化，包括端口功能化、侧壁功能化；②非共价功能化，包括表面活化剂功能化、聚合物功能化、内腔功能化．

中间相沥青基泡沫炭
中间相沥青基泡沫炭是近几年由国内外研发的一种低密度、高强度、高导热、高导电、耐火、吸波、具抗热冲击性能的新型炭材料 ，以中间相沥青为前驱体制备的泡沫炭，经过高温石墨化处理后具有高的热导率．其孔壁及其韧带具有类似高性能炭纤维的石墨化结构，表现出高的导热性能，热导率在700～1 200 W/(m·K)之间 .
新型纳米功能材料——碳化硅
纳米碳化硅是高温、高频和高压等苛刻环境下理想的结构和功能材料，在航空航天、国防和原子能等领域有重要的应用．纳米碳化硅的性能在很大程度上取决于其结构和形貌，不同的应用背景要求具有不同结构和形貌的纳米材料．碳化硅纳米线具有良好的弹性和柔韧性，是金属、陶瓷和树脂复合材料增强剂；而定向排列的碳化硅纳米线具有非常低的场发射性能，是真空微电子器件的一种理想的阳极材料；纳米结构的多孔碳化硅材料具有良好的蓝光发光性能和电磁损耗性能，是一种非常有前途的蓝光发光材料和军用吸波材料．