2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)第3節(jié)液晶納米材料與超分子練習(xí)含解析魯科版選修2

PAGEPAGE6第3節(jié)液晶、納米材料與超分子課后篇素養(yǎng)形成夯實(shí)基礎(chǔ)輕松達(dá)標(biāo)1.電子手表、電子計(jì)算器、電腦顯示器都運(yùn)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(chǎng)時(shí),液晶分子沿垂直于電場(chǎng)方向排列B.移去電場(chǎng)后,液晶分子復(fù)原到原來(lái)狀態(tài)C.施加電場(chǎng)后,液晶分子復(fù)原到原來(lái)狀態(tài)D.移去電場(chǎng)后,液晶分子沿電場(chǎng)方向排列答案B解析液晶的顯示原理為施加電場(chǎng)時(shí),液晶分子沿電場(chǎng)方向排列;移去電場(chǎng)后,液晶分子復(fù)原到原來(lái)狀態(tài)。2.(2024山東淄博試驗(yàn)中學(xué)高二檢測(cè))納米是長(zhǎng)度單位,1nm=1×10-9m,物質(zhì)的顆粒達(dá)到納米級(jí)時(shí),具有特別的性質(zhì)。如將單質(zhì)銅制成“納米銅”時(shí),“納米銅”具有特別強(qiáng)的化學(xué)活性,在空氣中可以燃燒。下列對(duì)“納米銅”的有關(guān)敘述中正確的是()A.常溫下,“納米銅”比銅片的金屬性強(qiáng)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(qiáng)答案C解析“納米銅”因其表面積大,所以化學(xué)反應(yīng)速率大,但基本化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有變更。3.下列敘述正確的是()A.食鹽粉末為非晶體B.液體與晶體混合物叫液晶C.最大維度處于納米尺度的材料叫納米材料D.晶體具有固定的熔、沸點(diǎn),而非晶體沒(méi)有固定熔、沸點(diǎn)答案D解析食鹽粉末由多數(shù)晶體顆粒組成,屬于晶體;液晶是一種單獨(dú)的物質(zhì)聚集狀態(tài),不是液體與晶體的混合物;納米材料由直徑為幾或幾十納米的顆粒和顆粒間的界面兩部分組成。4.下列說(shuō)法符合科學(xué)性的是()A.某廠生產(chǎn)的食鹽有益人體健康,它是納米材料,易汲取、易消化B.某廠生產(chǎn)的食鹽,處于液晶狀態(tài),是日常生活中不行缺少的物質(zhì),它是特別純凈的非晶體C.金的熔點(diǎn)為1064℃,而制成2nm尺寸的金的熔點(diǎn)僅為327℃左右,所以納米金屬于分子晶體D.液晶在確定溫度范圍內(nèi)為液體狀態(tài),是一種具有晶體性質(zhì)的特別物質(zhì),可用于制造顯示器答案D解析食鹽處于晶體狀態(tài),而不是處于液晶狀態(tài),也不是納米材料,A、B錯(cuò)誤。納米材料不同于一般的晶體、非晶體,C錯(cuò)誤。5.(2024山東濟(jì)南歷城其次中學(xué)高二檢測(cè))下列關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)的敘述錯(cuò)誤的是()A.物質(zhì)只有氣、液、固三種聚集狀態(tài)B.氣態(tài)是高度無(wú)序的體系存在狀態(tài)C.固態(tài)中的原子或者分子結(jié)合的較緊湊,相對(duì)運(yùn)動(dòng)較弱D.液態(tài)物質(zhì)的微粒間距離和作用力的強(qiáng)弱介于固、氣兩態(tài)之間,表現(xiàn)出明顯的流淌性答案A解析物質(zhì)除氣、液、固三種聚集狀態(tài)以外,還有其他的聚集狀態(tài),如液晶、納米材料、超分子。6.下列關(guān)于物質(zhì)聚集狀態(tài)應(yīng)用的描述錯(cuò)誤的是()A.晶體和非晶體均呈固態(tài)B.晶體合金的硬度和強(qiáng)度均比非晶體合金的硬度和強(qiáng)度高C.液晶可用于各種顯示儀器上D.化妝品中加入納米顆?？墒蛊渚邆浞雷贤饩€的功能答案B解析某些非晶體合金的硬度和強(qiáng)度比晶體合金的硬度和強(qiáng)度高。7.下列關(guān)于納米技術(shù)的敘述不正確的是()A.將“納米材料”勻稱分散到液體分散劑中可制得液溶膠B.用納米級(jí)金屬顆粒粉劑作催化劑可增大化學(xué)反應(yīng)速率,提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率C.用納米顆粒粉劑做成火箭的固體燃料將有更大的推動(dòng)力D.銀器能抑菌、殺菌,將納米銀微粒植入內(nèi)衣織物中,有奇異的抑菌、殺菌效果答案B解析納米材料顆粒的直徑在1~100nm之內(nèi),與膠體粒子直徑范圍相同,A正確;催化劑可增大化學(xué)反應(yīng)的速率,但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),B不正確;與塊狀固體相比,納米顆粒直徑小,表面積大,因而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速率大,所以短時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)生更大推動(dòng)力,C正確;銀為重金屬,重金屬微粒可使蛋白質(zhì)變性,故有抑菌、殺菌作用,D正確。提升實(shí)力跨越等級(jí)1.液晶廣泛用于電子儀表產(chǎn)品等,MBBA是一種探討較多的液晶材料,其化學(xué)式為C18H21NO,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.MBBA屬于有機(jī)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(gè)數(shù)比為18∶21∶2∶1D.MBBA中含有一氧化氮分子答案B解析A項(xiàng),有機(jī)高分子化合物是由一類(lèi)相對(duì)分子質(zhì)量很大的分子聚集而成,一般無(wú)固定的化學(xué)式,錯(cuò)誤;B項(xiàng),此物質(zhì)由碳、氫、氧、氮四種元素組成,正確;C項(xiàng),由MBBA的化學(xué)式可知,碳、氫、氧、氮的原子個(gè)數(shù)比為18∶21∶1∶1,錯(cuò)誤;D項(xiàng),MBBA是由C18H21NO分子構(gòu)成的化合物,不含NO分子,錯(cuò)誤。2.(2024山東東營(yíng)一中高二檢測(cè))2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在合成分子機(jī)器領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。分子機(jī)器是一種特別的超分子體系,當(dāng)體系受到外在刺激(如pH變更、汲取光子、電子得失等)時(shí),分子組分間原有作用被破壞,各組分間發(fā)生類(lèi)似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的某種熱運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法不正確的是()A.驅(qū)動(dòng)分子機(jī)器時(shí),須要對(duì)體系輸入確定的能量B.分子狀態(tài)的變更會(huì)伴隨能量變更,屬于化學(xué)變更C.氧化還原反應(yīng)有可能是刺激分子機(jī)器體系的因素之一D.光照有可能使分子產(chǎn)生類(lèi)似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的某種熱運(yùn)動(dòng)答案B解析分子狀態(tài)的變更沒(méi)有發(fā)生化學(xué)變更,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。3.21世紀(jì)的新領(lǐng)域納米技術(shù)正日益受到各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1)納米是單位,1nm等于m。納米科學(xué)與技術(shù)是探討結(jié)構(gòu)尺寸在1~100nm范圍內(nèi)材料的性質(zhì)與應(yīng)用。它與的分散質(zhì)粒子大小一樣。

(2)世界上最小的馬達(dá)只有千萬(wàn)分之一個(gè)蚊子那么大,如圖,這種分子馬達(dá)將來(lái)可用于消退體內(nèi)垃圾。①該圖是馬達(dá)分子的。

②該分子中含有的組成環(huán)的原子是元素的原子,分子中共有個(gè)該原子。

答案(1)長(zhǎng)度10-9膠體(2)①球棍模型②碳30解析依據(jù)題給信息,分子馬達(dá)可用于消退體內(nèi)垃圾,應(yīng)是含碳物質(zhì),再依據(jù)圖中“”所表示原子的成鍵特點(diǎn),進(jìn)一步確定組成環(huán)的原子是碳原子。4.(1)(CH3)3NH+和[AlCl4]-可形成離子液體。離子液體由陰、陽(yáng)離子構(gòu)成,熔點(diǎn)低于100℃,其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑(填“強(qiáng)”或“弱”),可用作(填代號(hào))。

a.助燃劑 b.“綠色”溶劑c.復(fù)合材料 d.絕熱材料(2)在納米級(jí)的空間中,水的結(jié)冰溫度是怎樣的呢?為此,科學(xué)家對(duì)不同直徑碳納米管中水的結(jié)冰溫度進(jìn)行分析。下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。

答案(1)弱b(2)碳納米管直徑越大,水的結(jié)冰溫度越低解析(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的離子液體,陰、陽(yáng)離子間的作用力確定大于有機(jī)溶劑分子間的范德華力,因此其揮發(fā)性一般比有機(jī)溶劑弱。(2)由題圖可知,隨著碳納米管直徑的增大,水的結(jié)冰溫度依次為27℃、7℃、-53℃、-83℃,即碳納米管直徑越大,水的結(jié)冰溫度越低。貼近生活拓展創(chuàng)新納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會(huì)生活和高科技領(lǐng)域。(1)A和B的單質(zhì)單位質(zhì)量放出的熱量大,可用作燃料。已知A和B為短周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540某同學(xué)依據(jù)上述信息,推斷B的軌道表示式如下圖所示:①該同學(xué)所畫(huà)的軌道表示式違反了。

②依據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論,預(yù)料A和氯元素形成的簡(jiǎn)潔分子空間構(gòu)型為。

(2)氫氣作為一種清潔能源,必需解決它的儲(chǔ)存問(wèn)題,C60可用作儲(chǔ)氫材料。①已知金剛石中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為154.45pm,C60中C—C鍵的鍵長(zhǎng)為140~145pm,有同學(xué)據(jù)此認(rèn)為C60的熔點(diǎn)高于金剛石,你認(rèn)為是否正確并闡述理由:

。

②科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物,其晶胞如圖所示,該物質(zhì)在低溫時(shí)是一種超導(dǎo)體。該物質(zhì)中K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為。

③繼C60后,科學(xué)家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子電負(fù)性由大到小的依次是。Si60分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵,且每個(gè)硅原子最外層都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則一個(gè)Si60分子中π鍵的數(shù)目為。

答案(1)①能量最低原理②直線形(2)①不正確,C60的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)?shù)陀诮饎偸?。因?yàn)镃60屬于分子晶體,而金剛石是共價(jià)晶體②3∶1③N>C>Si30解析(1)①依據(jù)兩原子的第一至第四電離能的變更可以推斷出A為鈹,B為鎂,鎂原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2,可見(jiàn)題給軌道表示式的電子排布違反了能量最低原理;②氯化鈹分子中鈹原子只形成2個(gè)共價(jià)鍵,依據(jù)價(jià)電子對(duì)互斥理論,其分子的空間構(gòu)型應(yīng)當(dāng)是直線形。(2)①C60的熔點(diǎn)應(yīng)當(dāng)?shù)陀诮饎偸?因?yàn)镃60屬于分子晶體,分子間只存在范德華力,而金剛石是共價(jià)晶體,原子間以堅(jiān)固的共價(jià)鍵結(jié)合。②依據(jù)所給晶胞,可以計(jì)算出屬于該晶胞的K原子數(shù)和C60分子數(shù)分別為6、2,因此該物質(zhì)中K原子和C60分子的個(gè)數(shù)比為3∶1。③依據(jù)C、Si、N原子