苏教版 (2019)选择性必修2专题1 揭示物质结构的奥秘第三单元 物质结构研究的意义课时作业

1.3物质结构研究的意义同步练习-苏教版高中化学选择性必修2

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

一、单选题

1．1993年的世界十大科技新闻称：中国学者许志福和美国科学家穆尔共同合成了世界上最大的碳氢分子，其中1个分子由1134个碳原子和1146个氢原子构成。关于此物质，下列说法错误的是

A．是烃类化合物 B．常温下呈固态 C．具有类似金刚石的硬度 D．易被氧化

2．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纳米的空心管。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．纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳

D．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强

3．有效成分为手性分子的药物称为手性药物。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一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只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别

④手性异构体的医药作用可能完全不同

A．①② B．②④ C．②③ D．③

4．下列有关说法不正确的是

A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都可能得到晶体

B．等离子体是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质

C．要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定

D．超分子是由两种或两种以上的分子再通过化学键形成的物质

5．李克强总理在世界核安全会议上倡导各成员国安全、合理地开发利用核能。U是核反应堆的重要原料，下列说法正确的是

A．U中的中子数为235

B．U和U是同一种核素

C．合理利用核能符合“低碳经济”要求

D．U和U是铀元素的两种同素异形体

6．目前已知化合物中数量、品种最多的是碳的化合物，下列关于其原因的叙述，不正确的是

A．碳原子之间，碳原子与其他原子如氢原子之间可以形成4个共价键

B．碳原子性质活泼

C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键

D．多个碳原子可以形成长度不同的链及环，且链、环之间又可以相互结合

7．“飞秒()化学”使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能，你认为利用该技术不能观察到的是

A．原子中原子核的内部结构 B．化学反应中原子的运动

C．化学反应中生成物分子的形成 D．化学反应中反应物分子的分解

8．据某科学杂志报道，国外有一研究发现了一种新的球形分子，其分子结构好似中国传统工艺品“镂雕”，经测定其中包含，也有的结构。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于分子晶体

③该物质分子中被包裹在里面

④该物质中不含离子键

A．①② B．③④ C．①③ D．②④

9．下列由事实得出的结论错误的是

A．维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限

B．门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新

C．C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性

D．科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科

10．DNA分子的两条链之间通过氢键结合。DNA分子复制前首先将双链解开，则DNA分子复制将双链解开的过程可视为

A．化学变化 B．物理变化

C．既有物理变化又有化学变化 D．是一种特殊的生物变化

11．下列说法不正确的是

A．储热材料是一类重要的能量存储物质，单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量

B．Ge(32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池

C．液晶态介于晶体状态和液态之间，液晶具有一定程度的晶体的有序性和液体的流动性

D．纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子有较强的物理吸附

12．目前，科学界拟合成一种“二重构造”的球形分子，即把“足球形”的C60熔进“足球形”的Si60分子中，外面的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。下列关于这种分子的说法中不正确的是(　　)

A．是一种新型化合物 B．晶体属于分子晶体

C．是两种单质组成的混合物 D．相对分子质量为2400

二、填空题

13．阅读下面一段资料，并回答问题。

2001年10月10日，瑞典皇家科学院宣布将本年度诺贝尔化学奖奖金的一半授予美国科学家诺尔斯(William S. Knowles)和日本科学家野依良治(Ryoji Noyori)，以表彰他们在“手性催化氢化反应”领域所作出的贡献；奖金另一半授予美国科学家夏普菜斯(K Barry Sharpless)，以表彰他在“手性催化氧化反应”领域所取得的成就。

过去想要合成手性化合物的某一个异构体是非常困难的。正是由于诺尔斯、野依良治和夏普莱斯三位有机化学家开创了不对称催化合成，使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体。

1968年，诺尔斯应用手性催化剂催化烯烃的氢化反应，第一次实现了用少量手性催化剂控制氢化反应的对映异构体的选择性。经过不断改进，很快他就将这一反应的选择性提高，该反应从1974年起被用于生产治疗帕金森氏症的药物——左旋多巴。1980年，野依良治等发现了一类能够适用于各种双键化合物氢化的有效手性催化剂，现在这类手性催化剂已经被广泛地应用于手性药物及其中间体的合成。同年，夏普莱斯发现用钛和酒石酸二乙酯形成的手性催化剂可以有效地催化烯丙醇化合物的环氧化反应，选择性非常高。后来，他又发现了催化不对称烯双烃基化反应。

(1)为什么手性催化合成又称不对称催化合成      ？

(2)不对称催化合成有何重要意义       ？

14．根据你学过的知识，总结物质结构的研究对发现新物质和预测新物质性质的作用和意义       。

15．通过本单元的学习，你认为物质结构的研究成果对人类物质文明产生了多大的影响，你认为化学还应该为人类解决哪些问题，解决这些问题需要哪些条件       。

参考答案：

1．C

【详解】A、只有碳氢两种元素的物质为烃，A正确；

B、当碳原子数超过16时，一般为固态，B正确；

C、烃一般为分子晶体，硬度较小，C错误；

D、从其分子组成来看，远没有达到饱和，故含有不饱和键，易被氧化，D正确；

故答案为C。

2．A

【详解】A．纳米碳管是一种新型的无机物，属于单质，A错误；

B．纳米碳管在常温下化学性质稳定，B正确；

C．纳米碳管材料为碳的同素异形体，如果完全燃烧，生成物是二氧化碳，C正确；

D．纳米碳管材料管道多，直径为纳米级别，表面积大，吸附能力强，D正确；

故选A。

3．B

【详解】①如果没有手性催化剂，则手性药物大多数是两种手性异构体同时生成的，错误；

②在手性催化剂作用下，可以主要生成一种手性异构体，正确；

③一对手性异构体化学性质几乎相同，但生物性质会截然不同，错误；

④一对手性异构体化学性质几乎相同，但生物性质会截然不同，一种有疗效，另一种可能没有疗效甚至有害，正确；

②④正确，故选B。

4．D

【详解】A．熔融态物质凝固、气态物质凝华都是生成固体，可能得到晶体，A正确；

B．等离子体又叫做电浆，是电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质，B正确；

C．X射线衍射仪是利用衍射原理，精确测定物质的晶体结构、织构及应力，精确的进行物相分析，定性分析，定量分析，故要确定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行测定，C正确；

D．超分子通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性使其具有明确的微观结构和宏观特性，D不正确；

故选D。

5．C

【详解】A．U的质子数为92，质量数为235，由中子数=质量数-质子数可知，中子数=235-92=143，故A错误；

B．U和U的质子数相同但中子数不同，是不同的核素，故B错误；

C．合理利用核能可以减少化石燃料的应用，减少化石燃料的使用，可以减少二氧化碳的排放，符合“低碳经济”要求，故C正确；

D．U和U互为同位素，是同一元素的不同原子，不是单质，不可能互为同素异形体，故D错误。

答案选C。

6．B

【详解】A．碳原子之间，碳原子与其他原子如氢原子之间可以形成4个共价键，碳链长度和复杂度增大，A正确；

B．碳原子性质不活泼，不容易得失电子，易通过共用电子对形成共价键，B错误；

C．碳原子之间既可以形成稳定的单键，又可以形成双键和三键，成键形式多样，C正确；

D．多个碳原子可以形成长度不同的链及环，且链、环之间又可以相互结合，显著增加碳链种类，D正确；

故选B。

7．A

【详解】运用激光光谱技术观测的是化学反应时分子中原子的运动，分子的形成和分解都是由原子的运动完成的，化学反应的最小粒子是原子，原子参与反应，原子核不参与反应；

故答案为：A。

8．C

【详解】由题给信息可知该物质为分子晶体：

①分子晶体的熔点低、硬度小，①错误；

②该物质形成的晶体为分子晶体，②正确；

③C的原子半径小于Si的原子半径，所以C60被包裹在里面，③错误；

④该物质中不含离子键，④正确；

①③错误，故选C。

9．D

【详解】A项，有机物一般指含碳元素的化合物，无机物一般指不含碳元素的物质，维勒用无机物合成了有机物尿素，突破了无机物与有机物的界限，A正确；

B项，门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律并编制了元素周期表，表明科学研究既要继承又要创新，B正确；

C项，C60是英国和美国化学家共同发现的，体现国际科技合作的重要性，C正确；

D项，虽然科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，但化学仍是以实验为主的学科，D错误；

故答案选D。

10．B

【详解】氢键不属于化学键，属于分子间作用力，故DNA分子复制将双链解开的过程属于物理变化，答案选Ｂ。

11．D

【详解】A．储热材料是一类重要的能量存储物质，根据能量守恒知，这些物质在熔融时需要吸收热量、在结晶时能够放出热量，A正确；

B．32号元素位于金属和非金属交界线处，具有金属和非金属的性质，可以作半导体材料，所以（32号元素）的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池，B正确；

C．液晶态是指介于晶体和液体之间的物质状态，像液体具有流动性，像固体具有晶体的有序性，C正确；

D．和、、发生置换反应生成金属单质从而达到治理污染的目的，与吸附性无关，D不正确；

故选D。

12．C

【详解】A．根据题意可知硅原子和碳原子之间形成了碳硅键，也就是形成了一种新的化合物，A正确；

B．根据题意“二重构造”的球形分子，说明该化合物为分子晶体，B正确；

C．该分子为两种元素形成的化合物而非混合物，C错误；

D．该物质的分子式为Si60C60，相对分子质量为2400，D正确；

正确选项C。

13．(1)手性就是物质的分子与镜像不重合性，构成生物体的有机分子绝大多数是不对，因此手性催化合成又称为不对称催化合成

(2)使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体

【详解】（1）可从手性的含义进行理解，手性是自然界中的普遍特征，其空间结构完全不同，就像人的左手与右手的关系，所以叫手性分子，人的左手和右手不能完全重合，一对手性异构体在空间上也不能完全重合，因此手性又和不对称有某种相似之处，人们把手性催化合成又称为不对称催化合成；故答案为手性就是物质的分子与镜像不重合性，构成生物体的有机分子绝大多数是不对，因此手性催化合成又称为不对称催化合成；

（2）一些有机物的分子，特别是许多天然产物和人体内的活性分子，都是手性分子，在生命科学和医药领域有着广泛的应用，手性分子的特殊结构决定了它的特殊性质，使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体；故答案为使我们现在能够很方便地合成许多手性化合物的单个异构体。

14．从结构化学的角度能阐明物质的各种宏观化学性能(包括化学反应性能)和各种宏观非化学性能(包括各种物理性质和许多新技术应用中的技术性能等)与微观结构之间的关系及其规律性。在这个基础上就有可能不断地运用已知的规律性，设法合成出具有更新颖、结构特点更不寻常的新物质，在化学键理论和实验化学相结合的过程中创立新的结构化学理论

【详解】从结构化学的角度能阐明物质的各种宏观化学性能(包括化学反应性能)和各种宏观非化学性能(包括各种物理性质和许多新技术应用中的技术性能等)与微观结构之间的关系及其规律性。在这个基础上就有可能不断地运用已知的规律性，设法合成出具有更新颖、结构特点更不寻常的新物质，在化学键理论和实验化学相结合的过程中创立新的结构化学理论。

15．如制备高效手性催化剂，必须运用立体选择性反应的方法获得手性分子的单一异构体，才能实现化学反应‘友好环境’的需要，探明了特定物质的空间结构、手性、溶解性、基团的位置等具体信息，才能合成具有特效的药物

【详解】物质结构研究获得的知识和方法可以指导人们解决很多实践中的问题，在搞清楚新物质结构特征的基础上，才能有目的地进行合成，如制备高效手性催化剂，必须运用立体选择性反应的方法获得手性分子的单一异构体，才能实现化学反应‘友好环境’的需要，探明了特定物质的空间结构、手性、溶解性、基团的位置等具体信息，才能合成具有特效的药物。