1、*第4节几类其他聚集状态的物质1.了解非晶体、液晶、纳米材料、等离子体的结构特征及特殊性质。2了解上述聚集体的实际用途和作用。1非晶体(1)定义内部原子或分子的排列呈_的分布状态的固体。(2)非晶体和晶体的区别晶体非晶体内部微粒排列长程有序_和短程有序性质有对称性、各向异性、自范性_对称性、各向异性、自范性2.液晶(1)定义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_的物质。(2)结构特点液晶内部分子的排列沿分子_呈现出有序的排列，使液晶在_、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性。3纳米材料(1)定义三维空间尺寸至少有_处于纳米尺度的、具有特定功能的材料。(2)结构特
2、点纳米材料由纳米颗粒和_两部分组成。纳米颗粒内部具有_，界面则为无序结构。组成粒子为原子排列成纳米量级的_。4等离子体定义由大量_微粒(离子、电子)和_微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体形成随着温度的升高，构成物质的分子或原子的_加剧，分子或原子之间相互碰撞不仅可能使分子分解为原子或原子团，甚至会把它们中的_撞击出来，使物质含有大量的_特点(1)等离子体中正、负电荷数大致_，总体看来呈_(2)等离子体中的微粒带有_，而且能_，所以等离子体具有良好的_自我校对：杂乱无章长程无序无各向异性长轴方向折射率一维颗粒间的界面晶状结构原子团带电中性热运动电子带电微粒相等准电中性电荷自由运动导电性1判断正
3、误(1)液晶是液体和晶体的混合物，是一种液态晶体。()(2)纳米是一种长度为109 m的物质。()(3)纳米材料既不属于晶体，又不属于胶体。()(4)等离子体是由大量带电微粒和中性微粒组成的物质聚集体，呈准电中性。()答案：(1)(2)(3)(4)2. 下列几种聚集状态中，一定不具有导电功能的是()A等离子体B晶体C液晶 D金属纳米颗粒解析：选D。等离子体、液晶都能导电，有些晶体具有导电功能，金属纳米颗粒不具有导电功能。3关于液晶的下列说法中正确的是()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液晶的化学性质随温度的变化而变化D液晶的光学性质不随外加电压的变化而变化解析：选C
4、。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C正确，选项D错误。四种其他聚集状态物质的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具有液体的可流动性，又具有晶体的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态合金的强度和硬度高、耐腐蚀
5、性强，非晶态硅对阳光的吸收系数大折射率、磁化率、电导率等均表现出各向异性，液晶显示的驱动电压低、功率小粒子细化、界面原子比例较高，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、具有高温、流动性重要应用制造各种容器、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、显示器非晶体和液晶1下列物质中，不属于非晶体的是()A石蜡 B沥青C塑料 D干冰解析：选D。玻璃、沥青、塑料是常见的非晶体，干冰为分子晶体。2关于非晶体的叙述错误的是()A其是物质的一种聚集状态B内部微粒的排列是长程无序和短程有序的C非晶体材料的
6、所有性能都优于晶体材料D金属形成的合金也有非晶体解析：选C。非晶体材料常常表现出一些优异性能，但并不能说所有性能都优于晶体。3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、压力和电场的影响解析：选C。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
7、释为什么可以用液晶来做液晶显示器，所以B、D都正确。纳米材料和等离子体4纳米是长度单位，1 nm1109 m，物质的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。例如：将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述中正确的是()A常温下，“纳米铜”比铜片的金属性强B常温下，“纳米铜”比铜片更易失去电子C常温下，“纳米铜”与铜片的还原性相同D常温下，“纳米铜”比铜片的氧化性强解析：选C。“纳米铜”因其表面积大，所以化学反应速率快，但基本化学性质没有变。5.纳米材料的表面粒子数占总粒子数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶
8、体晶胞的大小和形状(如图)相同，则这种纳米颗粒的表面粒子数占总粒子数的百分数为()A87.5% B88.9%C96.3% D100%解析：选B。表面粒子数占总粒子数的百分数为100%88.9%。6下列有关等离子体的说法不正确的是()A等离子体内部全部是带电荷的微粒B等离子体正、负电荷大致相等C等离子体具有很好的导电性D等离子体的用途之一是可以制造等离子体显示器解析：选A。等离子体中有带电微粒，也有中性微粒，A不正确；等离子体总体来看正、负电荷数大致相等，呈准电中性，B正确；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，C正确；如等离子电视就是运用等离子体显示技术制造的，D正确
9、。7下列各项与等离子体无关的是()A等离子电视 B日光灯和霓虹灯C宇宙中发光的星球 D液晶显示器解析：选D。本题考查等离子体的存在及用途。我们周围有很多地方存在等离子体，如日光灯、霓虹灯的灯管里等；在广袤无垠的宇宙中，大部分发光的星球，它们内部的温度和压力都极高，这些星球内部的物质几乎都处于等离子态；等离子电视采用的就是等离子显示器。8等离子体的用途十分广泛，运用等离子体来切割金属或进行外科手术，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准电中性解析：选B。切割金属或进行外科手术，是利用了等离子体高能量的特点。重难易错提炼1.其他聚集状态的物质有非晶体、液晶、纳米
10、材料、等离子体等。2.非晶体是指内部原子或分子的排列呈杂乱无章的分布状态的固体。3.液晶是指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的物质。4.纳米材料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。5.等离子体是指由大量带电微粒(离子、电子)和中性微粒(原子或分子)所组成的物质聚集体。课后达标检测 基础巩固1下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是()A范德华力是决定由分子构成的物质的熔、沸点高低的唯一因素B范德华力与物质的性质没有必然的联系C范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质D范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素解析：选D。范德华力是影响
11、物质物理性质的重要因素。2下列物质中不存在氢键的是()A冰醋酸中醋酸分子之间B液态氟化氢中氟化氢分子之间C一水合氨分子中的氨分子与水分子之间D可燃冰(CH48H2O)中甲烷分子与水分子之间解析：选D。只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键时才可能形成氢键(如N、O、F)，CH键不是强极性共价键，故选D。3在化学上常用一条短线表示一个化学键，如图所示的有关结构中，直线(包括虚线)不表示化学键或分子间作用力的是()答案：C4下列关于氢键的说法正确的是()A由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF的沸点反常，且沸点高低顺序为HFH2ONH3B氢键只能存在于分子间，不能存在于分子内C没有氢键，
12、就没有生命D相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键，且氢键的数目依次增多解析：选C。由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF在同主族氢化物中的沸点反常，但常温下水为液体，则沸点高低顺序为H2OHFNH3，故A错误；氢键存在于不直接相连的H原子与电负性较大的原子间，则可以存在于分子之间，也可以存在于分子内，故B错误；由于氢键的存在，常温常压下水为液态，而水的液态是生物体营养传递的基础，故C正确；气态时，分子间距离增大，不存在氢键，液态和固态时均有氢键，且氢键的数目相同，故D错误。5下列物质发生变化时，所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是()A液溴和苯分别受热变为气体B干冰和氯化铵分别受热变为气体
13、C二氧化硅和铁分别受热熔化D食盐和葡萄糖分别溶解在水中解析：选A。A项，均克服分子间作用力(或范德华力)；B项，前者克服分子间作用力，后者克服离子键；C项，前者克服共价键，后者克服金属键；D项，前者克服离子键，后者克服分子间作用力。6下列有关范德华力的强弱对比正确的是()ACH4CH3CH3BCH3CH2CH2CH2CH3CH3CCH3CH3CH3CSO2CO2DCH3CH3CH3CH3解析：选B。CH4和CH3CH3的结构类似，前者的相对分子质量小于后者，故前者的范德华力小于后者；CH3CH2CH2CH2CH3与CH3CCH3CH3CH3是同分异构体，相对分子质量相同，后者的支链比前者多，前
14、者的分子之间的接触面积大于后者，范德华力也是前者大于后者；SO2的相对分子质量大于CO2，且SO2是极性分子，而CO2是非极性分子，故SO2分子间的范德华力大于CO2；CH3CH3的极性小于CH3CH3，且两者相对分子质量相同，故CH3CH3的分子间的范德华力大于CH3CH3。7下列化合物的沸点相比较，前者低于后者的是()A乙醇与氯乙烷B邻羟基苯甲酸(OHCOOH)与对羟基苯甲酸(HOCOOH)C对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛DC3F8(全氟丙烷)与C3H8解析：选B。根据一般强弱规律：分子间氢键分子内氢键范德华力，进行比较。比较分子结构相似的物质的沸点高低，无氢键存在时，比较相对分子质量的相对大
15、小。8在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的变化规律是()AH2O、H2S、H2Se、H2Te的热稳定性依次减弱B熔点：AlMgNaKCNaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低DCF4、CCl4、CBr4、CI4的熔、沸点依次升高解析：选D。D项中四种物质熔、沸点依次升高，是由于四种物质的相对分子质量依次增大，范德华力依次增大造成的。9下列说法中正确的是()AC60气化和金刚石熔化克服的作用力相同B甲酸甲酯的熔点高于乙酸的熔点C氯化钠和氯化氢溶于水时，破坏的化学键都是离子键D通常状况下，乙醇呈液态，说明乙醇分子间存在氢键解析：选D。A项，C60气化克
16、服分子间作用力，金刚石熔化克服共价键；B项，乙酸分子间存在氢键，故熔点：CH3COOHHCOOCH3；C项，NaCl溶于水破坏离子键，HCl溶于水破坏共价键。10分析下表中四种物质的相关数据，并回答下列问题：物质CH4SiH4NH3PH3沸点(K)101.7161.2239.7185.4分解温度(K)8737731 073713.2(1)NH3的沸点比PH3高的原因是_。(2)CH4的分解温度比SiH4高的原因是_。(3)CH4的沸点比SiH4低的原因是_。答案：(1)NH3分子间含有氢键，PH3分子间含有范德华力，氢键比范德华力强(2)C半径小于Si，键长：CH键小于SiH键，键能：CH键大
17、于SiH键(3)结构和组成相似，相对分子质量：SiH4CH4，范德华力：SiH4CH411试用有关知识解释下列原因：(1)有机物大多难溶于水，为什么乙醇和乙酸可与水互溶？_。(2)乙醚(C2H5OC2H5)的相对分子质量大于乙醇，为什么乙醇的沸点比乙醚高得多？_。(3)从氨合成塔里分离出NH3，采用_的方法，为什么？_。(4)水在常温情况下，其组成的化学式可用(H2O)m表示，为什么？_。解析：(1)乙醇的醇羟基、乙酸的羧基均可与水(HOH)互相形成分子间的氢键，形成缔合分子相互结合，故可互溶。(2)乙醇分子间通过氢键结合产生的作用力比乙醚分子间作用力要大，故乙醇的相对分子质量虽比较小，但分子
18、间作用力较大，所以沸点高。(3)采用加压使NH3液化后，与H2、N2分离，因为NH3分子间存在氢键，故易液化。(4)常温情况下，水分子不是以单个分子形式存在，而是依靠氢键缔合成较大的分子，所以用(H2O)m表示其存在更符合实际。答案：(1)乙醇和乙酸均可与水互相形成分子间的氢键，且结构相似，根据“相似相溶”原理知可互溶(2)乙醇分子间存在较强的氢键，所以乙醇的沸点比乙醚高得多(3)加压使NH3液化后，与H2、N2分离因为NH3分子间存在氢键，易液化(4)水分子依靠分子间氢键缔合成较大的分子，用(H2O)m表示其存在更符合实际12X、Y、Z、E四种元素中，X原子核外的M层上只有两对成对电子，Y原
19、子核外的L层电子数是K层电子数的2倍，Z是地壳中含量(质量分数)最高的元素，E是元素周期表中电负性最大的元素。请回答下列问题：(1)X、Y、E的元素符号依次为_、_、_。(2)X、Y、Z、E的简单氢化物中，存在氢键的是_，用氢键表示式写出它们的液态混合物中存在的所有氢键：_。解析：(1)X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，为硫元素，Y为碳元素，Z为氧元素，E为氟元素。(2)在H2S、CH4、H2O、HF中，H2O、HF中存在氢键，并且它们的液态混合物中存在的氢键有四种。答案：(1)SCF(2)H2O、HFFHF、FHO、OHO、OHF能力提升13下列物质性质的变化规律与分子
20、间作用力无关的是()A在相同条件下，N2在水中的溶解度小于O2BHF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱CF2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高DCH3CH3、CH3CH2CH3、(CH3)2CHCH3、CH3CH2CH2CH3的沸点依次升高解析：选B。A项，N2和O2都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，但在相同条件下，O2分子与水分子之间的作用力比N2分子与水分子之间的作用力大，故O2在水中的溶解度大于N2。B项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与其分子中的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关。C项，F2、Cl2、Br2、I2的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增
21、大而增大，故其熔、沸点依次升高。D项，烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点依次升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷。14只有在化合物中才能存在的化学键是()离子键氢键共价键极性键非极性键ABC D解析：选A。单质中也可以存在的化学键有共价键和非极性键，例如：H2、O2、N2等，故不选；氢键不是化学键，且氢键易存在于分子间，故氢键也不能选；离子键只能存在于阴阳离子之间，阴阳离子形成的物质一定是化合物，故可选；极性键存在于不同种原子之间，形成的物质一定是化合物，故可选。15如图所示每条折线表示元素周期表A
22、A中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是()AH2S BHClCPH3 DSiH4解析：选D。常见氢化物分子间形成氢键的有：H2O、HF、NH3，由图示沸点变化折线可知a点所在折线为A 族元素氢化物的沸点变化，因为相对分子质量：SnH4GeH4SiH4CH4，则有沸点：SnH4GeH4SiH4CH4，故a点表示SiH4。16氧是地壳中含量最多的元素，氮是空气中含量最多的元素。(1)H2O分子内的OH键、分子间的范德华力和氢键由强到弱的顺序依次为_。(2)HOCHO的沸点高于OHCHO，其原因是_。(3)N、P、As都属于第A族元素，形成简单氢化物的沸点由高到
23、低的顺序为_。(4)如图a表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图b)。分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是_(填标号)。aCF4bCH4cNHdH2O解析：(1)OH键属于化学键，氢键和范德华力均属于分子间作用力，但氢键比范德华力强。(2)HOCHO和OHCHO都存在范德华力，但前者存在分子间氢键，后者存在分子内氢键，故前者的沸点高于后者。(3)N、P、As元素形成的简单氢化物分别为NH3、PH3和AsH3，NH3能形成分子间氢键，其沸点最高。AsH3的相对分子质量大于PH3，则AsH3的
24、范德华力强于PH3，故AsH3的沸点高于PH3。(4)能被该有机物识别即能嵌入空腔形成4个氢键，则要求某分子或离子是正四面体结构且能形成4个氢键，只有NH符合。答案：(1)OH键氢键范德华力(2)HOCHO能形成分子间氢键，而OHCHO能形成分子内氢键，分子间氢键使分子间作用力增大(3)NH3AsH3PH3(4)c17A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应水化物的酸性在同周期中最强，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻。(1)C原子的价电子排布式为_。(2)B的单质分子中存在_个键，_个键。(3)已知B的气态氢化物很容易与H结合，B原
25、子与H间形成的键叫_，形成的离子的空间构型呈_，其中B原子采取的杂化方式是_。(4)在A、B、C、D四种元素形成的电子总数相同的四种氢化物中沸点最低的是_(写分子式)，其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是_。解析：根据题给信息，A为短周期元素，其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的，而沸点最高，说明A的氢化物可形成氢键，故A可能是N、O、F中的一种，则A、B、C、D为第2周期元素，B的最高价氧化物对应水化物的酸性在同周期中最强，则B为氮，C的电负性介于A、B之间，则C为氧，A为氟；D与B相邻，则D为碳。(1)主族元素的价电子指最外层电子，氧原子的价电子排布式为2s22p4；(2)B单质即N2，其结构式为NN，叁键中有1个键，2个键；(3)NH3分子中氮原子上有一对孤对电子，可与H以配位键结合成NH，据价电子对互斥理论知，该微粒为正四面体形，其中N的杂化方式为sp3杂化；(4)A、B、C、D四种元素形成的电子总数相同的氢化物分别是HF、NH3、H2O、CH4，其中CH4的沸点最低，因为只有CH4分子间不能形成氢键，其他三种分子间均能形成氢键，故它们的沸点显著高于CH4。答案：(1)2s22p4(2)12(3)配位键正四面体形sp3杂化(4)CH4CH4分子间不能形成氢键，其他三种分子间均可形成氢键