2024-2025年高中化学课时分层作业14物质结构的探索无止境含解析苏教版选修3

PAGE6-课时分层作业(十四)(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．纳米材料被誉为21世纪最有发展前景的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米(1nm＝10－9m)的空心管。下列说法错误的是()A．纳米碳管是一种新型的有机化合物B．纳米碳管在常温下化学性质稳定C．纳米碳管材料假如完全燃烧，生成物是二氧化碳D．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附实力强A[纳米碳管属碳单质中的一种，与金刚石、石墨等互为同素异形体。]2．下列说法正确的是()A．蛋白质、纤维素、蔗糖、PVC、淀粉都是高分子化合物B．氢键在形成蛋白质二级结构和DNA双螺旋结构中起关键作用C．运用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用D．石油、煤、自然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料B[A项，蔗糖分子式为C12H22O11，M＝342，不属于高分子化合物；B项正确；C项，太阳能热水器利用的是太阳能，未涉及生物质能的利用；D项，植物油不属于化石燃料。]3．人类探测出水星大气中含有一种称为硫化羰(化学式为COS)的物质，已知硫化羰与二氧化碳的结构相像，但能在氧气中完全燃烧。下列有关硫化羰的说法正确的是()A．1mol硫化羰在氧气中完全燃烧时转移6mol电子B．硫化羰可用作灭火剂C．CO2和COS结构相像都是非极性分子D．硫化羰熔点可能较高A[硫化羰在氧气中完全燃烧的化学方程式：2COS＋3O2eq\o(\s\up10(点燃),=)2CO2＋2SO2，由方程式可知1molCOS与1.5molO2反应，转移电子数为6mol，所以A正确；硫化羰可以燃烧，不能作灭火剂；尽管CO2和COS结构相像，但CO2是非极性分子，而COS是极性分子；硫化羰是分子晶体，熔点较低。]4．要达到绿色化学的志向境界，化学家们须要回答一系列问题：指定分子之间能否反应生成预期分子？须要什么催化剂？反应速率预期多大？如何限制反应？如何确定化学反应的途径等？最有希望解决这些问题的途径是()A．发展量子力学理论B．改进试验方法C．完善元素周期律理论D．探讨质量守恒定律和能量守恒定律A[量子力学是化学的根本理论。化学更加展，越要从物质结构的深层次去理解和驾驭化学反应规律。]5．最近，医学界通过用放射性14C标记C60的羧酸衍生物在特定的条件下可断裂DNA杀死细胞，从而可用于抑制艾滋病毒。关于放射性14C的下列说法中，正确的是()A．与12C互为同位素B．是12C的同素异形体C．与14N所含中子数相同D．与C60中一般碳原子的化学性质不同A6．下列具有特殊性质的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是()A．半导体材料砷化镓B．吸氢材料镧镍合金C．透亮陶瓷材料硒化锌D．超导材料K3C60C[A、D项中的砷、镓、钾、碳均为主族元素。B项中的镧、镍均为副族元素，C项中硒为主族元素，锌为副族元素。]7．下列说法中，正确的是()A．光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质B．开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，运用无磷洗涤剂都可干脆削减碳排放C．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D．阴极射线、α­粒子散射现象及布朗运动的发觉都对原子结构模型的建立做出了贡献C[光导纤维的主要成分是SiO2，油脂属于酯类化合物，一般相对分子质量不是很大，二者均不属于高分子化合物，故A项错误；运用无磷洗涤剂是为了降低磷元素的排放，防止水体的富养分化，与低碳排放无关，故B项错误；质谱仪可用来测定相对分子质量，红外光谱仪和核磁共振仪可用来鉴定分子结构，都可用于有机化合物结构的分析，故C项正确；布朗运动与原子结构模型的建立无关，故D项错误。]8．据最新报道，科学家发觉了如下反应：O2＋PtF6=O2(PtF6)，已知O2(PtF6)为离子化合物(其中Pt的化合价为＋5)，对于此反应，下列说法正确的是()A．在O2(PtF6)中不存在共价键B．在此反应中，O2是氧化剂，PtF6是还原剂C．在此反应中，每生成1molO2(PtF6)，转移1mol电子D．由O2(PtF6)形成的晶体为分子晶体C[O2(PtF6)为离子化合物，且Pt为＋5价，F为－1价。在O2(PtF6)中，Oeq\o\al(＋,2)与PtFeq\o\al(－,6)间存在离子键，Oeq\o\al(＋,2)中氧原子间存在共价键，所以O2(PtF6)形成的晶体为离子晶体，故A、D项均错；由O2→Oeq\o\al(＋,2)失去1个电子，O2为还原剂，由PtF6→PtFeq\o\al(－,6)得到1个电子，PtF6为氧化剂，故B项错。]9．有效成分为手性分子的药物为手性药物。下列有关手性药物叙述正确的是()①化学反应生成手性药物时肯定是成对生成它们的手性异构体②存在少量手性催化剂时可主要生成手性异构体中的一种③手性药物中两种手性异构体的医药作用几乎没有区分④手性异构体的医药作用可能完全不同A．①② B．①④C．②③ D．②④D[假如没有手性催化剂，则生成的手性药物大多数是两种手性异构体同时生成的，但在手性催化剂作用下，可以主要生成一种异构体；一对异构体化学性质几乎相同，但生物性质会迥然不同，一种异构体有治病疗效，另一种可能没有疗效甚至有害。]10．麻醉剂的发觉和运用是人类医疗史上了不得的一项成就，它可使患者在接受治疗时感觉不到难受。(1)笑气是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一，它可由NH4NO3在微热条件下分解产生，产物除N2O外还有一种，此反应的化学方程式为________________。(2)有关理论认为N2O与CO2分子具有相像的结构(包括电子式)，则其空间构型是________形，为________(填“极性”或“非极性”)分子。[解析](1)结合题给条件和氧化还原反应配平方法即可完成。(2)从等电子体的性质和结构关系可知N2O和CO2一样，是直线形分子，由分子空间结构可推断N2O是极性分子。[答案](1)NH4NO3=N2O↑＋2H2O(2)直线极性11．能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家起先实行“阳光安排”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。(1)太阳能热水器中常运用一种以镍或镍合金空心球为汲取剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式：________________________________________________________________________________________________________。(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有特别光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图，分子中碳原子轨道的杂化类型为_______________；1molC60分子中σ键的数目为________。(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、硫化锌及铜铟硒薄膜电池等。①第一电离能：As________Se(填“＞”“＜”或“＝”)。②硫化锌的晶胞中(结构如上图所示)，硫离子的配位数是________。[解析](1)镍元素的原子序数为28，按核外电子排布规律，写出其原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。(2)富勒烯分子中每一个碳原子形成2个单键1个双键，因此碳原子的杂化类型为sp2；由均摊法可知，富勒烯分子中每一个碳原子净含有1个C—C,0.5个C=C，即每个碳原子含有1.5个σ键，因此1molC60分子中σ键的数目为90mol。(3)由于砷原子最外电子层结构是4s24p3，其s轨道全充溢p轨道半充溢，均为稳定结构，失去电子难，因此其第一电离能比同周期相邻元素的高；从晶胞图可以看出硫离子的配位数，即和硫离子最近的等距离的锌离子有4个。[答案](1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2(2)sp290NA(3)①＞②412．(1)随着科学的进步，除了传统的三大合成材料以外，又出现了高分子分别膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，医用高分子材料、隐形材料和液晶高分子材料等很多新型有机高分子材料。试依据下列用途推断新型有机高分子材料的种类。①用于海水和苦咸水的淡化方面_________________。②用于制造人工器官(如人工心脏)的材料__________________。(2)录像用的高性能磁带中的磁粉，主要原料之一是由3种元素组成的CoxFe3－xO3＋x的化合物，已知O为－2价，钴(Co)和铁可能呈现＋2价或＋3价，且上述化合物中，每种元素都只有一种化合价，则x的值为________，铁的化合价为______价，钴的化合价为______价。[解析](1)高分子分别膜和医用高分子材料是两种重要的功能高分子材料。其中高分子分别膜广泛用于生活污水及工业废水等废液处理及废液中有用成分的回收，特殊是海水淡化方面已实现工业化；医用高分子材料中的硅聚合物或聚氨酯类聚合物等因其优异的生物相容性和很高的机械性能，可用来合成人工心脏。(2)由化学式CoxFe3－xO3＋x可知x的取值为1或2，若取x＝1，则化学式为CoFe2O4，据化合价代数和为0，可推知Fe为＋3价，Co为＋2价。若取x＝2，不合理。[答案](1)①高分子分别膜②医用高分子材料(2)1＋3＋2[实力提升练]13．据某科学杂志报道，国外有一探讨发觉了一种新的球形分子，它的分子式为C60Si60，其分子结构好像中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含C60，也有Si60的结构。下列叙述不正确的是()①该物质有很高的熔点、很大的硬度②该物质形成的晶体属分子晶体③该物质分子中Si60被包袱在C60里面④该物质的相对分子质量为2400A．①② B．③④C．①③ D．②④C[由分子式及信息可知该物质为分子晶体，分子晶体的熔点低、硬度小，①错误，②正确；C的原子半径小于硅的原子半径，所以C60被包袱在Si60里面，③错误；分子式为C60Si60，所以该物质的相对分子质量＝(12＋28)×60＝2400，④正确。]14．超临界流体(SupercriticalF1uid)是温度和压力同时高于临界值的流体，也即压缩到具有接近液体密度的气体，是物质介于气态和液态之间的一种新的状态。目前应用最广的是超临界二氧化碳，在中药、香料的萃取分别以及作为溶剂、发泡剂取代氟利昂等具有重要价值。下列有关说法中错误的是()A．超临界二氧化碳与CO2的物理性质不同，化学性质相同B．超临界二氧化碳可能是一种原子晶体C．用超临界二氧化碳溶解萃取物质，符合绿色化学的思想D．用超临界二氧化碳代替氟利昂可减轻对臭氧层的破坏B[超临界二氧化碳是CO2的一种新状态，A正确；超临界是物质介于气态和液态之间的一种新的状态，没有很高的硬度，B错误；二氧化碳无污染也不会破坏臭氧层，C、D正确。]15．氮化碳结构如图所示，其中β­氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为数一数二的超硬新材料。下列有关氮化碳的说法不正确的是()A．氮化碳属于原子晶体B．氮化碳中碳显－4价，氮显＋3价C．氮化碳的化学式为C3N4D．每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连B[由氮化碳结构知每个碳原子与四个氮原子相连，每个氮原子与三个碳原子相连形成空间网状结构，硬度超过金刚石，是原子晶体，化学式为C3N4，氮的电负性大于碳，碳显＋4价，氮显－3价。]16．氮元素可形成卤化物、氮化物、叠氮化物及协作物等很多化合物。(1)NF3的沸点为－129℃，则其分子为________分子(填“极性”或“非极性”)，其晶体类型为________。(2)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，可部分电离出H＋和Neq\o\al(－,3)。①与Neq\o\al(－,3)互为等电子体的分子、离子有____________(各举1例)。②叠氮化物、氰化物都能与Fe2＋、Cu2＋及Co3＋等形成协作物，如：[Fe(CN)6]4－、[Co(N3)(NH3)5]SO4。铁的基态原子核外电子排布式为______________；CN－中C原子的杂化类型是________；[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co3＋的配位数为________。③NaN3与KN3的结构类似，则NaN3的晶格能________(填“>”或“<”)KN3的晶格能。[解析](1)NF3分子中N原子有1对孤电子对，分子构型为三角锥型，因此为极性分子，其沸点较