新教材2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第3章不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)與性質(zhì)分層作業(yè)17液晶納米材料與超分子魯科版選擇性必修2

第3章分層作業(yè)17液晶、納米材料與超分子A級(jí)必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練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2.[2024吉林吉化一中高二期末]關(guān)于晶體,下列有關(guān)敘述不正確的是()A.利用超分子的分子識(shí)別特征,可以分別C60和C70B.晶體內(nèi)部離子在微觀空間呈周期性有序排列,使晶體具有各向異性C.把內(nèi)部微粒無(wú)周期性重復(fù)排列的固體物質(zhì)稱為非晶體D.“硅—炭黑晶體管”為一種新型材料,硅、炭黑均屬于晶體3.關(guān)于納米材料,下列說(shuō)法正確的是()①納米材料可大大提高材料的強(qiáng)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(pán);④納米機(jī)器人“醫(yī)生”能進(jìn)入人體殺死癌細(xì)胞;⑤納米是長(zhǎng)度單位。A.全部 B.②④⑤C.①②③⑤ D.①③④4.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)具有液體的可流淌性,是一種具有晶體性質(zhì)的特別物質(zhì),可用于制造顯示器5.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.晶體的硬度和強(qiáng)度均比非晶體的硬度和強(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7.美國(guó)科學(xué)家用有機(jī)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(gè)有機(jī)分子和四個(gè)球形籠狀分子“組裝”而成。下列說(shuō)法正確的是()A.我們可以干脆用肉眼清楚地看到這種“納米車”的運(yùn)動(dòng)B.“納米車”的誕生,說(shuō)明人類操縱分子的技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新階段C.“納米車”是一種分子晶體D.C60熔點(diǎn)比金剛石熔點(diǎn)高B級(jí)關(guān)鍵實(shí)力提升練以下選擇題中有1~2個(gè)選項(xiàng)符合題意。8.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中不含有一氧化氮分子9.2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在合成分子機(jī)器領(lǐng)域作出貢獻(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)生類似于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的某種熱運(yùn)動(dòng)10.美國(guó)《Science》上發(fā)表論文,宣布發(fā)覺(jué)了一種Al的超原子結(jié)構(gòu),這種超原子(Al13)是以1個(gè)Al原子在中心,12個(gè)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(gè)價(jià)電子(價(jià)電子即主族元素的最外層電子數(shù))時(shí)最穩(wěn)定。請(qǐng)預(yù)料穩(wěn)定的Al13所帶的電荷為()A.-1 B.+2 C.+3 D.011.21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。

12.(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(填字母)。

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

。

C級(jí)學(xué)科素養(yǎng)拔高練13.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:電離能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)潔分子的空間結(jié)構(gòu)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.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.D解析炭黑屬于非晶體,D不正確。3.A4.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.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.B解析某些非晶體的硬度和強(qiáng)度比晶體的硬度和強(qiáng)度高。7.B解析“納米車”是肉眼不能望見(jiàn)的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;“納米車”只是幾個(gè)分子的“組裝”體,并非晶體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;C60屬于分子晶體,熔點(diǎn)要比金剛石低得多,D項(xiàng)錯(cuò)誤。8.BD解析A項(xiàng),有機(jī)高分子化合物是由一類相對(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,正確。9.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。10.A解析1個(gè)Al有3個(gè)價(jià)電子,因此13個(gè)Al應(yīng)當(dāng)有39個(gè)價(jià)電子,但這種超原子具有40個(gè)價(jià)電子(價(jià)電子即主族元素的最外層電子數(shù))時(shí)最穩(wěn)定,所以應(yīng)當(dāng)帶1個(gè)單位的負(fù)電荷,故選A項(xiàng)。11.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。12.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。13.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Ｒ驗(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為鈹元素,B為鎂元素,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,其分子的空間結(jié)構(gòu)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)所給晶胞結(jié)構(gòu)圖,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、S