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分層作業(yè)課件魯科版選擇性必修2

分層作業(yè)18液晶、納米材料與超分子A級必備知識基礎(chǔ)練123456789101112題組1.液晶1.電子手表、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,液晶分子沿垂直于電場方向排列B.移去電場后,液晶分子恢復(fù)到原來狀態(tài)C.施加電場后,液晶分子恢復(fù)到原來狀態(tài)D.移去電場后,液晶分子沿電場方向排列B解析

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(fù)到原來狀態(tài)。123456789101112題組2.納米材料2.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。A.全部

B.②④⑤C.①②③⑤ D.①③④A123456789101112解析

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,能用于高密度的磁記錄,納米是長度單位,綜上所述,故選A。1234567891011123.在10-9~10-7m范圍內(nèi)的納米銅顆粒一遇到空氣就會劇烈燃燒,甚至發(fā)生爆炸。下列說法不正確的是(

)A.納米銅是一種新型化合物B.納米銅顆粒比普通銅具有更強的化學(xué)活性C.納米銅粒子大小介于1~100nmD.利用丁達爾現(xiàn)象可區(qū)別納米銅和普通銅A解析

納米銅與普通銅所含銅原子種類相同,屬于單質(zhì),A錯誤;納米銅在空氣中能劇烈燃燒,說明它比普通銅更容易被氧氣氧化,有更強的化學(xué)活性,B正確;1

nm=10-9

m,10-9~10-7

m范圍即是1~100

nm,C正確;在10-9~10-7

m范圍內(nèi)的納米銅屬于膠體,可以用丁達爾現(xiàn)象區(qū)別納米銅和普通銅,D正確。123456789101112題組3.超分子4.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(xué)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D解析

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。1234567891011125.“超分子”已經(jīng)在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。下列關(guān)于超分子說法正確的是(

)A.冠醚的空穴結(jié)構(gòu)對離子有選擇作用,在有機反應(yīng)中可做催化劑,圖甲中K+與冠醚形成離子鍵B.杯酚具有“分子識別”特征,圖乙中杯酚與C60形成氫鍵123456789101112C.可燃冰(圖丙)可看作由水和甲烷等分子通過非共價鍵形成的超分子,硫化氫分子間也能通過與水分子間類似的相互作用形成分子籠D.烷基磺酸鈉在水中聚集形成的膠束(圖丁),反映了超分子的“自組裝”特征√123456789101112解析

冠醚的空穴有固定的結(jié)構(gòu),對離子有選擇作用,在有機反應(yīng)中可做催化劑;離子鍵為離子間的強相互作用力,圖甲中K+與冠醚沒有形成離子鍵,A錯誤。當(dāng)氫原子連接在電負性大且原子半徑小的原子(例如氟、氧、氮)上時,可以形成氫鍵;杯酚具有“分子識別”特征,但是圖乙中杯酚與C60沒有形成氫鍵,B錯誤。水分子間能形成氫鍵,可燃冰(圖丙)可看作由水和甲烷等分子通過非共價鍵形成的超分子;硫化氫分子間不能形成氫鍵,故不能通過與水分子間類似的相互作用形成分子籠,C錯誤。超分子自組裝是分子通過分子間相互作用形成具有有序結(jié)構(gòu)的聚集體,烷基磺酸鈉在水中聚集形成的膠束(圖丁),反映了超分子的“自組裝”特征,D正確。123456789101112B級關(guān)鍵能力提升練以下選擇題中,有1~2個選項符合題意。6.科學(xué)家用有機分子和球形籠狀分子C60,首次制成了“納米車”(如圖所示),每輛“納米車”由一個有機分子和四個球形籠狀分子“組裝”而成。下列說法正確的是(

)A.我們可以直接用肉眼清晰地看到這種“納米車”的運動B.“納米車”的誕生,說明人類操縱分子的技術(shù)進入一個新階段C.“納米車”是一種分子晶體D.C60熔點比金剛石熔點低BD123456789101112解析

“納米車”是肉眼不能看見的,A項錯誤;“納米車”只是幾個分子的“組裝”體,并非晶體,C項錯誤;C60屬于分子晶體,熔點要比金剛石低得多,D項正確。1234567891011127.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,其分子式為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中不含有一氧化氮分子BD123456789101112解析

A項,有機高分子化合物由相對分子質(zhì)量很大的分子聚集而成,一般無固定的化學(xué)式,錯誤;B項,此物質(zhì)由碳、氫、氧、氮四種元素組成,正確;C項,由MBBA的分子式可知,碳、氫、氧、氮的原子個數(shù)比為18∶21∶1∶1,錯誤;D項,MBBA是由C18H21NO分子構(gòu)成的化合物,不含NO分子,正確。1234567891011128.2016年諾貝爾化學(xué)獎授予在合成分子機器領(lǐng)域做出貢獻的三位科學(xué)家。分子機器是一種特殊的超分子體系,當(dāng)體系受到外在刺激(如pH變化、吸收光子、電子得失等)時,分子組分間原有作用被破壞,各組分間發(fā)生類似于機械運動的某種熱運動。下列說法不正確的是(

)A.驅(qū)動分子機器時,需要對體系輸入一定的能量B.分子狀態(tài)的改變會伴隨能量變化,屬于化學(xué)變化C.氧化還原反應(yīng)有可能是刺激分子機器體系的因素之一D.光照有可能使分子產(chǎn)生類似于機械運動的某種熱運動B解析

分子狀態(tài)的改變沒有發(fā)生化學(xué)變化,故B項錯誤。

1234567891011129.美國《Science》上發(fā)表論文,宣布發(fā)現(xiàn)了一種Al的超原子結(jié)構(gòu),這種超原子(Al13)是以1個Al原子在中心,12個Al原子在表面形成的三角二十面體結(jié)構(gòu)。這種超原子具有40個價電子(價電子即主族元素的最外層電子數(shù))時最穩(wěn)定。請預(yù)測穩(wěn)定的Al13所帶的電荷為(

)A.-1 B.+2 C.+3 D.0A解析

1個Al有3個價電子,因此13個Al應(yīng)該有39個價電子,但這種超原子具有40個價電子(價電子即主族元素的最外層電子數(shù))時最穩(wěn)定,所以應(yīng)該帶1個單位的負電荷,故選A項。12345678910111210.蒽的某種衍生物(結(jié)構(gòu)如圖)是熒光分子,分子中含有冠醚結(jié)構(gòu),可用作由光引發(fā)的分子開關(guān)。下列說法正確的是(

)15-冠-5冠醚空腔直徑/pm離子直徑/pm170~220Li+:152Na+:204K+:276A.冠醚結(jié)構(gòu)中5個O原子與Na+不可能在同一平面上B.15-冠-5空穴也能適配Li+、K+C.分子識別是超分子的唯一特征D.一個該熒光分子中Na+周圍的配位鍵數(shù)目為6A123456789101112解析

由結(jié)構(gòu)簡式可知,5個O原子均與飽和碳以單鍵形式連接,飽和碳的空間結(jié)構(gòu)為四面體形,因此不可能與鈉離子共面,A正確;鉀離子直徑大于15-冠-5冠醚空腔直徑,鋰離子直徑小于15-冠-5冠醚空腔直徑,因此15-冠-5空穴不適配鋰離子和鉀離子,B錯誤;超分子的特征除分子識別外還有自組裝,C錯誤;由結(jié)構(gòu)簡式可知,形成空穴的氧原子數(shù)為5,鈉離子的配位數(shù)為5,D錯誤。12345678910111211.(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“強”或“弱”),可用作

(填字母)。

a.助燃劑

b.“綠色”溶劑

c.復(fù)合材料

d.絕熱材料弱b123456789101112(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(xué)家對不同直徑碳納米管中水的結(jié)冰溫度進行分析。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

。

碳納米管直徑越大,水的結(jié)冰溫度越低123456789101112解析

(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的離子液體,陰、陽離子間的作用力肯定大于有機溶劑分子間的范德華力,因此其揮發(fā)性一般比有機溶劑弱。(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。123456789101112C級學(xué)科素養(yǎng)拔高練12.超分子化學(xué)已逐漸擴展到化學(xué)的各個分支,還擴展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由Mo將2個C60分子、2個p-甲酸丁酯吡啶分子及2個CO分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。123456789101112(1)Mo位于第5周期ⅥB族,基態(tài)原子核外電子排布與Cr相似,則基態(tài)Mo原子的價電子排布式為

;核外未成對電子數(shù)為

。

(2)該超分子中存在的化學(xué)鍵類型有

(填字母)。

A.σ鍵

B.π鍵C.離子鍵 D.氫鍵(3)配體CO中提供孤電子對的原子是(填元素符號)

;p-甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有

。

(4)C60與金剛石互為同素異形體,從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系角度解釋C60的熔點遠低于金剛石的原因:

。

C60是分子晶體,金剛石是共價晶體,共價晶體熔化時破壞共價鍵所需的能量遠高于分子晶體熔化時破壞分子間作用力所需的能量4d55s16ABCsp2和sp3123456789101112解析

(1)基態(tài)Cr原子的價電子排布式為3d54s1,而Mo與Cr同族,但周期數(shù)比Cr