固体典型例题

固体典型例题

固体典型例题 ‎　　【例1】在两片质料不同的均匀薄片上涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针尖端分别接触两　片的中心，结果薄片a上熔化的石蜡呈圆形，薄片b上熔化的石蜡呈椭圆形．由此可以断定 [　　 ]‎ ‎　　　A．a一定是晶体 　　　　B．b一定是晶体 ‎　　　C．a一定不是晶体 　　　D．a一定不是单晶体 ‎　　【分析】a薄片上熔化的石蜡呈圆形，表示它的导热性是各向均匀的；b薄片上熔化的石蜡呈椭圆形，表示它的导热性各向异性．所以b薄片一定是晶体．由于非晶体和多晶体都是各向同性的，所以a薄片可能是非晶体也可能是多晶体，但不可能是单晶体．‎ ‎　　【答】B，D．‎ ‎　　【说明】当晶体研磨成粉末状态后，外形失去其规则性，各向异性也难以显示．此时，可根据其是否有一定的熔化温度，作为判断晶体与非晶体的依据．‎ ‎　　【例2】如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻，所得阻值均为R．则这块样品是 [　　 ]‎ ‎　　　A．金属　　　 B．多晶体 　　　C．单晶体 　　　D．非晶体 ‎　　 【分析】AB和CD方向的电阻相等，由电阻定律可知，AB和CD方向的电阻率就一定不相等，可见，被测样品的导电性能各向异性，该样品必是单晶体．‎ ‎　　 【答】C ‎　　【例3】如图1表示一个氯化钠（NaCI）晶体的晶胞．其形状是一个立方体，其空间结构是每个立方体的8个角上分别排有一个离子．钠离子和氯离子是交错排列的．图中以●表示钠离子．以○表示氯离子．若已知氯化钠的摩尔质量μ=5.85×10-2kg／moL，密度ρ=2.22×103kg／m3，试估算相邻最近的两个钠离子间的距离．‎ ‎　　【分析】每个离子分属于8个小立方体，如图2所示，所以图中的每个离子对图中画出的这一个立方体的贡献是1／8‎ 个离子，总合起来平均每个立方体含有一个离子．因此，可以想象每个离子占有一个如图中所示的小立方体空间，或者说，一个氯化钠分子占有两个小立方体的空间．‎ ‎　　可见，只要能设法求出a，就能完成本题之所求． ‎ ‎　　 【解】以1moL氯化钠为研究对象，其摩尔体积V=μ/ρ，每个分子的体积 v=V/NA（NA为阿伏伽德罗常数）．‎ ‎　　每个小立方体的体积为 ‎　　小立方体的边长为 ‎　　两相邻钠离子的最近距离为 ‎　　‎ ‎　　【说明】‎ ‎　　组成晶体的物质徽粒可以有离子、原子、分子等．由离子组成的空间结构，叫离子空间结构，如岩盐晶体，它们是依靠离子间静电力结合的．由原子组成的空间结构，叫原子空间结构，如金刚石晶体，它是靠共有电子产生的结合力而结合的．由中性分子组成的空间结构，叫分子空间结构，如萘晶体，是依靠分子间引力结合的．金属所特有的空间空间结构叫金属空间结构，是依靠自由电子和阳离子间的吸引力结合的。‎ ‎　　【例4】一电炉的功率P=200W，将质量m=240g的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图所示．设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？‎ ‎　　【分析】由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点．根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化．‎ ‎　　【解答】样品的熔点为60℃．熔化时间τ=2min，电流做功W=Pτ．‎ ‎　　 设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q=λm．‎ ‎　　 由W=Q，即Pτ=λm，得