新教材2024-2025学年高中化学第3章不同聚集状态的物质与性质分层作业17液晶纳米材料与超分子鲁科版选择性必修2

第3章分层作业17液晶、纳米材料与超分子A级必备学问基础练1.电子手表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图像和文字。有关其显示原理的叙述中,正确的是()A.施加电场时,液晶分子沿垂直于电场方向排列B.移去电场后,液晶分子复原到原来状态C.施加电场后,液晶分子复原到原来状态D.移去电场后,液晶分子沿电场方向排列2.[2024吉林吉化一中高二期末]关于晶体,下列有关叙述不正确的是()A.利用超分子的分子识别特征,可以分别C60和C70B.晶体内部离子在微观空间呈周期性有序排列,使晶体具有各向异性C.把内部微粒无周期性重复排列的固体物质称为非晶体D.“硅—炭黑晶体管”为一种新型材料,硅、炭黑均属于晶体3.关于纳米材料,下列说法正确的是()①纳米材料可大大提高材料的强度和硬度;②纳米材料可提高材料的磁性;③纳米材料能制作高贮存密度的量子磁盘;④纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞;⑤纳米是长度单位。A.全部 B.②④⑤C.①②③⑤ D.①③④4.下列说法符合科学性的是()A.某厂生产的食盐有益人体健康,它是纳米材料,易汲取、易消化B.某厂生产的食盐,处于液晶状态,是日常生活中不行缺少的物质,它是特别纯净的非晶体C.金的熔点为1064℃,而制成2nm尺寸的金的熔点仅为327℃左右,所以纳米金属于分子晶体D.液晶在确定温度范围内具有液体的可流淌性,是一种具有晶体性质的特别物质,可用于制造显示器5.下列关于物质聚集状态的叙述错误的是()A.物质只有气、液、固三种聚集状态B.气态是高度无序的体系存在状态C.固态中的原子或者分子结合的较紧凑,相对运动较弱D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间,表现出明显的流淌性6.下列关于物质聚集状态应用的描述错误的是()A.晶体和非晶体均呈固态B.晶体的硬度和强度均比非晶体的硬度和强度高C.液晶可用于各种显示仪器上D.化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能7.美国科学家用有机分子和球形笼状分子C60,首次制成了“纳米车”(如图所示),每辆“纳米车”由一个有机分子和四个球形笼状分子“组装”而成。下列说法正确的是()A.我们可以干脆用肉眼清楚地看到这种“纳米车”的运动B.“纳米车”的诞生,说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段C.“纳米车”是一种分子晶体D.C60熔点比金刚石熔点高B级关键实力提升练以下选择题中有1~2个选项符合题意。8.液晶广泛用于电子仪表产品等,MBBA是一种探讨较多的液晶材料,其化学式为C18H21NO,下列有关说法正确的是()A.MBBA属于有机高分子化合物B.MBBA由碳、氢、氧、氮四种元素组成C.MBBA中碳、氢、氧、氮的原子个数比为18∶21∶2∶1D.MBBA中不含有一氧化氮分子9.2016年诺贝尔化学奖授予在合成分子机器领域作出贡献的三位科学家。分子机器是一种特别的超分子体系,当体系受到外在刺激(如pH变更、汲取光子、电子得失等)时,分子组分间原有作用被破坏,各组分间发生类似于机械运动的某种热运动。下列说法不正确的是()A.驱动分子机器时,须要对体系输入确定的能量B.分子状态的变更会伴随能量变更,属于化学变更C.氧化还原反应有可能是刺激分子机器体系的因素之一D.光照有可能使分子产生类似于机械运动的某种热运动10.美国《Science》上发表论文,宣布发觉了一种Al的超原子结构,这种超原子(Al13)是以1个Al原子在中心,12个Al原子在表面形成的三角二十面体结构。这种超原子具有40个价电子(价电子即主族元素的最外层电子数)时最稳定。请预料稳定的Al13所带的电荷为()A.-1 B.+2 C.+3 D.011.21世纪的新领域纳米技术正日益受到各国科学家的关注,请据图回答下列问题:(1)纳米是单位,1nm等于m。纳米科学与技术是探讨结构尺寸在1~100nm范围内材料的性质与应用。它与的分散质粒子大小一样。

(2)世界上最小的马达只有千万分之一个蚊子那么大,如图,这种分子马达将来可用于消退体内垃圾。①该图是马达分子的。

②该分子中含有的组成环的原子是元素的原子,分子中共有个该原子。

12.(1)(CH3)3NH+和[AlCl4]-可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子构成,熔点低于100℃,其挥发性一般比有机溶剂(填“强”或“弱”),可用作(填字母)。

a.助燃剂 b.“绿色”溶剂c.复合材料 d.绝热材料(2)在纳米级的空间中,水的结冰温度是怎样的呢?为此,科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度,冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。水在碳纳米管中结冰的规律是

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C级学科素养拔高练13.纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。(1)A和B的单质单位质量放出的热量大,可用作燃料。已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:电离能I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540某同学依据上述信息,推断B的轨道表示式如下图所示:①该同学所画的轨道表示式违反了。

②依据价电子对互斥理论,预料A和氯元素形成的简洁分子的空间结构为。(2)氢气作为一种清洁能源,必需解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。①已知金刚石中C—C键的键长为154.45pm,C60中C—C键的键长为140~145pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由:

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②科学家把C60和K掺杂在一起制造了一种富勒烯化合物,其晶胞如图所示,该物质在低温时是一种超导体。该物质中K原子和C60分子的个数比为。

③继C60后,科学家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子电负性由大到小的依次是。Si60分子中每个硅原子只跟相邻的3个硅原子形成共价键,且每个硅原子最外层都满意8电子稳定结构,则一个Si60分子中π键的数目为。

答案：1.B解析液晶的显示原理为施加电场时,液晶分子沿电场方向排列;移去电场后,液晶分子复原到原来状态。2.D解析炭黑属于非晶体,D不正确。3.A4.D解析食盐处于晶体状态,而不是处于液晶状态,也不是纳米材料,A、B错误。纳米材料不同于一般的晶体、非晶体,C错误。5.A解析物质除气、液、固三种聚集状态以外,还有其他的聚集状态,如液晶、纳米材料、超分子。6.B解析某些非晶体的硬度和强度比晶体的硬度和强度高。7.B解析“纳米车”是肉眼不能望见的,A项错误;“纳米车”只是几个分子的“组装”体,并非晶体,C项错误;C60属于分子晶体,熔点要比金刚石低得多,D项错误。8.BD解析A项,有机高分子化合物是由一类相对分子质量很大的分子聚集而成,一般无固定的化学式,错误;B项,此物质由碳、氢、氧、氮四种元素组成,正确;C项,由MBBA的化学式可知,碳、氢、氧、氮的原子个数比为18∶21∶1∶1,错误;D项,MBBA是由C18H21NO分子构成的化合物,不含NO分子,正确。9.B解析分子状态的变更没有发生化学变更,故B项错误。10.A解析1个Al有3个价电子,因此13个Al应当有39个价电子,但这种超原子具有40个价电子(价电子即主族元素的最外层电子数)时最稳定,所以应当带1个单位的负电荷,故选A项。11.答案(1)长度10-9胶体(2)①球棍模型②碳30解析依据题给信息,分子马达可用于消退体内垃圾,应是含碳物质,再依据图中“●”所表示原子的成键特点,进一步确定组成环的原子是碳原子。12.答案(1)弱b(2)碳纳米管直径越大,水的结冰温度越低解析(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的离子液体,阴、阳离子间的作用力确定大于有机溶剂分子间的范德华力,因此其挥发性一般比有机溶剂弱。(2)由题图可知,随着碳纳米管直径的增大,水的结冰温度依次为27℃、7℃、-53℃、-83℃,即碳纳米管直径越大,水的结冰温度越低。13.答案(1)①能量最低原理②直线形(2)①不正确,C60的熔点应当低于金刚石。因为C60属于分子晶体,而金刚石是共价晶体②3∶1③N>C>Si30解析(1)①依据两原子的第一至第四电离能的变更可以推断出A为铍元素,B为镁元素,镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2,可见题给轨道表示式的电子排布违反了能量最低原理;②氯化铍分子中铍原子只形成2个共价键,依据价电子对互斥理论,其分子的空间结构应当是直线形。(2)①C60的熔点应当低于金刚石,因为C60属于分子晶体,分子间只存在范德华力,而金刚石是共价晶体,原子间以坚固的共价键结合。②依据所给晶胞结构图,可以计算出属于该晶胞的K原子数和C60分子数分别为6、2,因此该物质中K原子和C60分子的个数比为3∶1。③依据C、S