高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第3节 液晶、纳米材料与超分子达标测试

3.3液晶、纳米材料与超分子同步练习-鲁科版高中化学选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．美国《Science》上发表论文，宣布发现了一种 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。请预测稳定的 Al13 所带的电荷为

A．－1 B．＋2 C．＋3 D．0

2．“超分子”已经在很多领域广泛应用。下列关于超分子说法正确的是

A．冠醚的空穴结构对离子有选择作用，在有机反应中可作催化剂，图甲中K+与冠醚形成离子键

B．杯酚具有“分子识别”特征，图乙中杯酚与C60形成氢键

C．可燃冰(图丙)可看作由水和甲烷等分子通过非共价键形成的超分子，硫化氢分子间也能通过与水分子间类似的相互作用形成分子笼

D．烷基磺酸钠在水中聚集形成的胶束(图丁)，这反映了超分子的“自组装”特征

3．中国科技改变世界。下列说法错误的是

A．“天机芯”是全球首款异构融合类脑计算芯片，其主要成分和光导纤维相同

B．“天问一号”火星车使用热控保温材料纳米气凝胶，可产生丁达尔效应

C．“雷霆之星”速滑服采用银离子抗菌技术，可有效防护细菌侵入

D．“天和”核心舱电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料

4．冠醚是皇冠状的分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18—冠—6可与钾离子作用，如图是18—冠—6与钾离子以配位键结合形成的超分子结构示意图。下列说法错误的是

A．超分子具有分子识别和自组装的特征

B．该超分子中K+的配位数为6

C．利用超分子的分子识别特征，还可以分离C60、C70

D．冠醚与碱金属离子形成的配合物属于“超分子”，其形成的晶体是分子晶体

5．下列关于等离子体、离子液体和液晶说法错误的是

A．液晶既有液体的流动性，又具有类似晶体的各向异性

B．由于离子液体的粒子全都是带电荷的离子，所以具有难挥发的性质

C．等离子体是一种特殊的液体，由带电的阳离子、电子及电中性粒子的组成

D．等离子体由于含有带电粒子且能自由运动，使其具有良好的导电性和流动性

6．下列关于物质特殊聚集状态的叙述中，错误的是

A．离子液体的基本构成微粒是阴、阳离子

B．超分子内部分子之间可以通过非共价键结合

C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性

D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分的排列都是有序的

7．化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中正确的是

A．制造镍氢电池使用的储氢合金是一类能与氢气结合成金属氢化物的材料，如铁钛合金，镧镍合金等

B．液晶是一类具有各向同性的液态材料

C．煤中含有甲烷、苯和氨等重要化工原料，可以通过干馏的方法获得

D．天和核心舱电推进系统腔体的氮化硼陶瓷属于传统无机非金属材料

8．下列关于化学与生活的说法错误的是

A．Ti被称为继铁、铝之后的第三金属，其化学性质稳定，耐腐蚀

B．适当的催化剂是改变反应速率的有效方法之一，但在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况时，理想的催化剂不能大幅度提高目标产物在最终产物中的比率

C．壁虎的足与墙体之间的作用力在本质上是它的细毛与墙体之间的范德华力。最近有人仿照壁虎的足的结构，制作了一种新型的黏着材料(壁虎细毛的仿生胶带)

D．石墨是良好的导电材料，但石墨的导电性只能沿石墨的平面方向

9．某课题组设计合成的双(β-二酮)钛(Ⅳ)配合具有抗肿瘤作用，合成路线如下：

下列说法正确的是

A．乙的分子式为C8H8O2S2

B．K2CO3中阴离子的VSEPR模型为正四面体形

C．物质甲中含σ键和Π键的数目之比为7:1

D．丙中Ti的配位数为4

10．下列有关等离子体的叙述，不正确的是

A．等离子体是物质的另一种聚集状态 B．等离子体是很好的导体

C．水可能形成等离子体状态 D．等离子体中的微粒不带电荷

二、填空题

11．液晶

①概念：物质加热到达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为液晶。

②特征：

液晶是介于       和        之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、性变形等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等。

③应用

液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图象。再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。

12．完成下列问题。

(1)①白磷在氯气中燃烧可以得到和，其中气态分子的立体构型为       。

②研究发现固态和均为离子晶体，但其结构分别为和，分析和结构存在差异的原因是       。

(2)锑酸亚铁晶胞如图所示，其晶胞参数分别为anm、bnm、cnm，，则：

①锑酸亚铁的化学式为       。

②晶体的密度为       (设NA为阿伏加德罗常数的值)。

13．超分子概念：若两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有           和          的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质，可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子，称为超分子。

14．参考表中物质的熔点，回答有关问题。

(1)钠的卤化物及碱金属的氯化物的熔点与        因素有关？规律是        ？

(2)硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物的熔点与        因素有关？规律是        ？

(3)钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，原因是        ？

15．碳的一种单质的结构如图a所示。该单质的晶体类型为           ，原子间存在的共价键类型有           ，碳原子的杂化轨道类型为           。

16．纳米材料结构特点：纳米材料由直径为几或几十纳米的颗粒和              两部分组成。通常，纳米颗粒内部具有                 ，原子排列有序，而界面则为             。因此，纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。

17．我国科学家借助自主研制的新型钨钴合金催化剂攻克了单壁碳纳米管结构的可控制备难题。

（1）基态钴原子的核外未成对电子数为          。单壁碳纳米管可看作石墨烯沿一定方向卷曲而成的空心圆柱体，其结构如图所示，其中碳原子的杂化方式为       。

（2）纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛（HCHO）完全催化氧化，已知甲醛各原子均满足稳定结构，甲醛分子属      分子（选填“极性”“非极性”），其分子的空间构型为     。新制备的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化为乙酸，而自身还原成Cu2O，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是      。Cu2O为半导体材料，在其立方晶胞内部有4个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有      个铜原子。金属Cu为        堆积，配位数为       。

（3）橙红色晶体羰基钴的熔点为52℃，分子式为Co2(CO)8，是一种重要的配合物，可溶于多数有机溶剂。该晶体属于      晶体，三种元素电负性由大到小的顺序为（填元素符号）     。配体CO的任意一种等电子体的电子式：     。配体CO中与Co形成配位键的原子是C而不是O的原因是        。

18．请用四种特殊聚集状态的物质填空：

(1)       中正、负电荷大致相等，总体看来呈准电中性，但此物质具有很好的导电性。

(2)       既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性。

(3)       无固定的熔沸点。

(4)       具有良好的物理、化学特性，完全不同于微米或毫米量级的材料。

19．21世纪的新领域纳米技术正日益受到各国科学家的关注，请回答下列问题：

(1)纳米是       单位，1 nm等于       m。纳米科学与技术是研究结构尺寸在1～100 nm 范围内材料的性质与应用。它与       分散质的粒子大小一样。

(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除体内垃圾。

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。

20．按要求填空。

(1)金刚石晶体中1个碳连接           个C原子，C原子杂化类型为           ，形成的六元环最多           个原子共面，12g金刚石中含有           molC-C键。

(2)SiO2晶体中1个Si原子连接           个O原子，Si杂化类型为           ，Si与O个数比为           ，60gSiO2晶体中含有           molSi-O键。

参考答案：

1．A

2．D

3．A

4．D

5．C

6．D

7．A

8．B

9．C

10．D

11．     液态     晶态

12．(1)     三角锥形     Br-的半径较大，P周围无法容纳6个Br-

(2)         

13．     特定结构     特定功能

14．(1)     与晶格能有关     晶格能越大，熔点越高

(2)     与分子间作用力有关     分子间作用力越大，物质熔沸点更高

(3)晶体类型不同

15．     混合型晶体     σ键、π键     sp2

16．     颗粒间界面     晶状     无序结构

17．     3     sp2和sp3     极性     平面三角形     乙酸分子间形成氢键，作用力大，熔沸点高     16     面心立方最密堆积     12     分子     O>C>Co          C原子半径大于O，电负性小，对孤电子对的吸引较弱，更容易形成配位键

18．     等离子体     液晶     非晶体     纳米材料

19．(1)     长度     10-9     胶体

(2)     球棍模型     碳(C)     30

20．(1)     4     sp3     4     2

(2)     4     sp3     1:2     4