-新教材高中化學課時檢測14液晶納米材料與超分子含解析魯科版選擇性必修

PAGEPAGE6液晶、納米材料與超分子(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題5分，共40分)1．(雙選)下列有關(guān)液晶的敘述中不正確的是()A．具有液體的流動性、晶體的各向異性B．是一種液態(tài)晶體，主要用來制造液晶顯示器C．不是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)D．液晶分子聚集在一起時，其分子間的相互作用很容易受溫度、壓力和電場的影響【解析】選B、C。由液晶的定義可知液晶是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)，但不是晶體，B、C錯誤；這種在一定溫度范圍內(nèi)存在的液體既具有液體的流動性，又具有晶體的各向異性，這種液體稱為液態(tài)晶體，簡稱液晶，這是液晶的定義，所以A正確；液晶分子聚集在一起時，其分子間的相互作用很容易受溫度、壓力和電場的影響，這是液晶的性質(zhì)，也可以用來解釋為什么可以用液晶來做液晶顯示器，所以D正確。2．(2020·濰坊高二檢測)納米是長度單位，1nm＝1×10－9mA．常溫下，“納米銅”比銅片的金屬性強B．常溫下，“納米銅”比銅片更易失去電子C．常溫下，“納米銅”與銅片的還原性相同D．常溫下，“納米銅”比銅片的氧化性強【解析】選C?！凹{米銅”因其表面積大，所以化學反應速率快，但基本化學性質(zhì)沒有變。3．(2021·棗莊高二檢測)下列有關(guān)超分子的說法正確的是()A．超分子是如蛋白質(zhì)一樣的大分子B．超分子是由小分子通過聚合得到的高分子C．超分子是由高分子通過非化學鍵作用形成的分子聚集體D．超分子是由兩個或兩個以上分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體【解析】選D。超分子不同于蛋白質(zhì)、淀粉等大分子，也不是由小分子通過聚合得到的高分子，超分子是由兩個或多個分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體，綜上所述，故選D。4．(2020·濰坊高二檢測)電子表、電子計算器、電腦顯示器都運用了液晶材料顯示圖像和文字。有關(guān)其顯示原理的敘述中，正確的是()A．施加電場時，液晶分子垂直于電場方向排列B．移去電場后，液晶分子恢復到原來狀態(tài)C．施加電場時，液晶分子恢復到原來狀態(tài)D．移去電場后，液晶分子沿電場方向排列【解析】選B。液晶的顯示原理為施加電場時，液晶分子沿電場方向排列；移去電場后，液晶分子恢復到原來狀態(tài)。5．由于表面效應和體積效應，使納米材料常有奇特的光、電、磁、熱等性質(zhì)，可開發(fā)為新型功能材料。下列有關(guān)納米粒子的敘述不正確的是()A．既不是微觀粒子，也不是宏觀物質(zhì)，納米粒子半徑太小，故不能將其制成膠體B．一定條件下納米粒子可催化水的分解C.一定條件下，納米TiO2陶瓷可發(fā)生任意彎曲，可塑性好D.納米粒子半徑小，表面活性高【解析】選A。題中涉及納米材料這一新型材料，納米材料的基本構(gòu)成微粒處于納米數(shù)量級，既不是微觀粒子，也不是宏觀物質(zhì)，但納米粒子大小剛好處在膠體分散質(zhì)大小的范圍內(nèi)，因此同學們要結(jié)合膠體知識，并緊密聯(lián)系題干中的有關(guān)知識分析討論。6．關(guān)于納米材料，下列說法正確的是()①納米材料可大大提高材料的強度和硬度②納米材料可提高材料的磁性③納米材料能制作高貯存密度的量子磁盤④納米機器人“醫(yī)生”能進入人體殺死癌細胞⑤納米是長度單位，納米材料三維空間尺寸必須都處于納米級A.①②③④⑤B．②③④C．②③④⑤D．①②③④【解析】選D。納米材料的性能包括提高材料的強度、硬度、改變顏色、增強磁性等。納米技術(shù)能制造出納米“機器人”，進入人體殺死癌細胞，制作的量子磁盤，能作高密度的磁記錄，納米是長度單位，納米材料的基本構(gòu)成微粒的尺度只需至少一維處于納米級。7．(雙選)下列敘述正確的是()A．食鹽粉碎后仍屬于晶體B．液體與晶體混合物叫液晶C．超分子內(nèi)部可以通過氫鍵結(jié)合D．最大維度處于納米尺度的材料叫納米材料【解析】選A、C。食鹽粉末是由細小食鹽晶體組成，保持食鹽晶體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點，故A項正確；液晶是指外觀為液態(tài)，但卻有晶體的特性的物質(zhì)，故B項不正確；超分子內(nèi)部可以通過氫鍵、靜電作用、疏水作用等非共價鍵結(jié)合，故C項正確；納米材料是指至少有一維為納米級尺度的材料，故D項不正確。8．(2020·日照高二檢測)液晶廣泛用于電子儀表產(chǎn)品等，MBBA是一種研究較多的液晶材料，其化學式為C18H21NO，下列有關(guān)說法正確的是()A．MBBA屬于有機高分子化合物B．MBBA由碳、氫、氧、氮四種元素組成C.MBBA中碳、氫、氧、氮的原子個數(shù)比為18∶21∶2∶1D.MBBA中含有一氧化氮分子【解析】選B。A項，有機高分子化合物是由一類相對分子質(zhì)量很大的分子聚集而成，且無固定的化學式；B項，此物質(zhì)由碳、氫、氧、氮四種元素組成；C項，由MBBA的化學式可知，碳、氫、氧、氮的原子個數(shù)比為18∶21∶1∶1；D項，MBBA物質(zhì)是由C18H21NO分子構(gòu)成的化合物。二、非選擇題(本題包括3小題，共30分)9．(10分)除了傳統(tǒng)的三大合成材料以外，又出現(xiàn)了高分子分離膜，具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料，醫(yī)用高分子材料，隱形材料和液晶高分子材料等許多新型有機高分子材料。試根據(jù)下列用途判斷新型有機高分子材料的種類。(1)用于海水和苦咸水的淡化方面：____________。(2)用于制造人工器官(如人工心臟)的材料：________________________。(3)用于電腦配件：________________。【解析】高分子分離膜和醫(yī)用高分子材料是兩種重要的功能高分子材料。其中高分子分離膜廣泛用于生活污水及工業(yè)廢水等廢液處理及廢液中有用成分的回收，特別是海水和苦咸水淡化方面已實現(xiàn)工業(yè)化；醫(yī)用高分子材料中的硅聚合物或聚氨酯類聚合物等因其優(yōu)異的生物相容性和很高的機械性能，可用來合成人工心臟。用于電腦配件的為液晶高分子材料。答案：(1)高分子分離膜(2)醫(yī)用高分子材料(3)液晶高分子材料10．(10分)(2020·泰安高二檢測)(1)(CH3)3NH＋和[AlCl4]－可形成離子液體。離子液體由陰、陽離子構(gòu)成，熔點低于100℃，其揮發(fā)性一般比有機溶劑______(填“大”或“小”)，可用作________(填代號)。a.助燃劑b．“綠色”溶劑c．復合材料d．絕熱材料(2)在納米級的空間中，水的結(jié)冰溫度是怎樣的呢？為此，科學家對不同直徑碳納米管中水的結(jié)冰溫度進行分析。如圖是四種不同直徑碳納米管中的冰柱結(jié)構(gòu)及結(jié)冰溫度，冰柱的大小取決于碳納米管的直徑。水在碳納米管中結(jié)冰的規(guī)律是________________。【解析】離子液體中的離子鍵的作用力要高于有機溶劑中分子間作用力，故揮發(fā)性小。答案：(1)小b(2)納米管直徑越小結(jié)冰溫度越高11．(10分)(改編)科研人員模擬實驗在20℃、1個大氣壓和其他一定的實驗條件下，給水施加一個弱電場，水就可以結(jié)成冰，稱為“熱冰”。如圖是水和“熱冰”微觀結(jié)構(gòu)的計算機模擬圖。回答下列問題：(1)以上信息體現(xiàn)了水分子具有________性，水分子中氧原子的雜化方式為____________。(2)參照熱冰的圖示，以一個水分子為中心，畫出水分子間最基本的連接方式(用結(jié)構(gòu)式表示)。(3)固體二氧化碳外形似冰，受熱汽化無液體產(chǎn)生，俗稱“干冰”。根據(jù)如圖干冰的晶胞結(jié)構(gòu)回答下列問題：①一個晶胞中有________個二氧化碳分子，在二氧化碳分子中所含的化學鍵類型與數(shù)目是____________，在干冰中CO2的配位數(shù)是________。②二氧化碳的分子構(gòu)型為________，是________分子(填“極性”或“非極性”)。【解析】(1)水是極性分子，中心氧原子為sp3雜化。(3)CO2是直線形的非極性分子，結(jié)構(gòu)式為O=C=O，雙鍵包含一個σ鍵和一個π鍵；晶胞中CO2的數(shù)目＝eq\f(1,8)×8＋eq\f(1,2)×6＝4個。答案：(1)極sp3(2)(3)①42個σ鍵、2個π鍵12②直線形非極性(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題，每小題8分，共16分)12．(2021·三明高二檢測)下列說法正確的是()A．“超分子”是相對分子質(zhì)量比高分子更大的分子B．“液晶”是將普通晶體轉(zhuǎn)化形成的液體C．金屬鎂晶體中，1個Mg2＋只與2個價電子存在強烈的相互作用D．石墨烯、碳納米管雖然性能各異，本質(zhì)上都是碳單質(zhì)【解析】選D。超分子通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結(jié)合在一起，組成復雜的有組織的聚集體，并保持一定的完整性使其具有明確的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀特性，故A錯誤；液晶是指在一定的溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動性，又具有晶體的各向異性的物質(zhì)，不是將普通晶體轉(zhuǎn)化形成的液體，故B錯誤；金屬晶體中有“電子氣”，能導電，能導熱等，金屬晶體中的電子氣屬于整個晶體，故C錯誤；石墨烯、碳納米管是碳元素的不同單質(zhì)，具有各向異性，故D正確。13．(雙選)擬晶(quasicrystal)是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。Al65Cu23Fe12是目前發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)該擬晶的說法中錯誤的是()A．Al65Cu23Fe12可用作長期浸泡在海水中的材料B．Al65Cu23F12C．Al65Cu23Fe12的硬度可能比金屬Al、Cu、Fe都大D．1molAl65Cu23Fe12溶于過量的硝酸時共失去265mol電子【解析】選A、D。根據(jù)題意，該擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，因此其硬度可能比金屬Al、Cu、Fe都大。但它是否可用做長期浸泡在海水中的材料與其化學性能即是否耐腐蝕有關(guān)。1molAl65Cu23Fe12溶于過量的硝酸時共失去277mol電子(因為硝酸過量，每個鐵原子失去3個電子)。二、非選擇題(本題包括1小題，共14分)14．納米技術(shù)日益受到各國科學家的關(guān)注。請回答下列問題：(1)納米分子篩中的A型沸石分子篩對小分子大分子具有很高的分離選擇性能，可以實現(xiàn)極性分子、非極性分子和水、有機物等的分離。下列物質(zhì)能用該分子篩分離的是()a．CO2、C2H4、BF3 b．CH4、CCl4、SO3c．H2O、H2S、NO d．H2O2、CH3Cl、PCl5(2)世界上最小的馬達是分子馬達，只有千萬分之一個蚊子那么大，如圖所示，這種分子馬達將來可用于消除體內(nèi)垃圾。①如圖是這種分子馬達的________(填序號)