第3章第3节液晶、纳米材料与超分子同步练习 （含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
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| 名称 | 第3章第3节液晶、纳米材料与超分子同步练习 （含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-05 13:29:09 | ||
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文档简介
第3章第3节液晶、纳米材料与超分子同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．电子表、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。下列有关其显示原理的叙述中，正确的是
A．施加电场时，液晶分子垂直于电场方向排列
B．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
C．移去电场后，液晶分子排列成扭曲的螺旋状
D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
2．下列关于超分子的叙述中正确的是
A．超分子就是高分子 B．超分子都是无限伸展的
C．形成超分子的微粒都是分子 D．超分子具有分子识别和自组装的特征
3．科学家利用四种原子序数依次递增的短周期主族元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)下列说法不正确的是
A．Y单质的氧化性在同主族中最强
B．离子半径：Z>Y
C．Z与Y可组成多种离子化合物
D．最简氢化物的热稳定性：Y>X
4．下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，错误的是
A．运用等离子束切割金属
B．晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C．液晶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
5．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
6．物质的非晶体能自动转变为晶体，而晶体却不能自动地转变为非晶体，这说明
A．非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量大
B．晶体是稳定的，处于晶体时能量大
C．非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小
D．晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小
7．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图象和文字。有关其显示原理的叙述中，正确的是
A．施加电压时，液晶分子沿垂直于电场方向排列
B．移去电压后，液晶分子恢复到原来状态
C．施加电场时，液晶分子恢复到原来状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
8．我国科学家成功合成了长的管状定向碳纳米管。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的)、熔点高、化学性质稳定的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是
A．它是制造飞机的理想材料 B．它的主要组成元素是碳
C．它的抗腐蚀能力强 D．碳纤维复合材料为高分子化合物
9．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
10．下列关于纳米材料的叙述中，正确的是
A．包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分
B．将物体粉碎成几纳米的小颗粒即得到纳米材料
C．纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料
D．同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质
11．下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中错误的是
A．三维空间尺寸必须都处于纳米级 B．既不是微观粒子，也不是宏观物质
C．是原子排列成的纳米数量级原子团 D．内部具有晶体结构，而界面为无序结构
12．等离子体的用途十分广泛运用等离子体束来切割金属或者进行外科手术，利用了等离子体的特点是
A．微粒带有电荷 B．高能量
C．基本构成微粒多样化 D．准电中性
13．国防科大航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室成功研制出一种具有超强吸附能力的新型超轻纳米材料(基本微粒直径为1～100nm)。这种材料结构上由一维氮化硼纳米管和二维氮化硼纳米晶片复合而成，整个材料内部充满气孔。这种材料耐高温，且用它吸附完有机物后，可以通过点燃的方式实现重复使用。下列关于该材料的说法错误的是( )
A．将该材料分散到液体分散剂中，所得混合物具有丁达尔效应
B．该材料的基本微粒不能透过滤纸
C．该材料在2000℃的高温下，还可以保持结构完整，可正常使用
D．该材料在航空航天高温热防护、有毒化学物质吸附和清除等领域有重要的应用前景
14．在10﹣9m～l0﹣7m范围内，对原子、分子进行操纵的纳米超分子技术往往能实现意想不到的变化。纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸,下列说法正确的是（ ）
A．纳米铜是一种新型胶体
B．纳米铜颗粒比普通铜更易与氧气发生反应
C．纳米铜与普通铜所含铜原子的种类不同
D．纳米铜无需密封保存
15．中美学者携手发现了全硼富勒烯团簇—B40。B40团簇的结构，酷似中国的红灯笼(如图)。该材料可用于组装分子器件，在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要应用前景。下列有关说法正确的是（ ）
A．B40与石墨烯的结构相同，二者互为同素异形体
B．43.2g该物质含有2.408×1024个原子
C．B40中既含有极性键又含有非极性键
D．全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
二、填空题
16．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)。
17．（1）（CH3）3 NH+和可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂___________（填“大”或“小”），可用作___________（填序号）。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂 c.复合材料 d.绝热材料
（2）为了研究在纳米级的空间中水的结冰温度，科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。如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_________________。
18．参考表中物质的熔点，回答有关问题。
物质
熔点/℃ 995 801 755 651 776 715 646
物质
熔点/℃ -90.2 -70.4 5.2 120.0 -49.5 -36.2 -15.0
(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________？
三、结构与性质
19．非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X=Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题：
（1）C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为__；第一电离能I1(Si)__I1(Ge)(填>或<)。
（2）基态Ge原子核外电子排布式为__；SiO2、GeO2具有类似的晶体结构，其中熔点较高的是__。
（3）如图为H3BO3晶体的片层结构，其中B的杂化方式为__；硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大的主要原因是__。
（4）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。CsSiB3O7属正交晶系(长方体形)，晶胞参数为apm、bpm和cpm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为__；CsSiB3O7的摩尔质量为Mg．mol-1，设NA为阿伏加 德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为__g·cm-3(用代数式表示)。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
【详解】A．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，A错误；
B．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，B正确；
C．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态， C错误；
D．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶材料具有很重要的应用，D错误；
故选B。
2．D
【详解】A．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，有的是高分子，有的不是，故A错误；
B．超分子这种分子聚集体有的是无限伸展的，有的的是有限的，故B错误；
C．形成超分子的微粒也包括离子，故C错误；
D．超分子的特征是分子识别和自组装，故D正确。
答案选D。
3．B
【详解】根据图示可知W形成1个共价键,又是短周期中原子序数最小的元素,说明W原子核外只有1个电子，则W是H元素, X形成4个共价键，则X是C元素, W. X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z是Na元素, Y形成2个共价键，原子序数比C大，比Na小，说明Y原子核外有2个电子层，最外层有6个电子，则Y是O元素，然后根据问题逐-分析解答。
A．同一主族的元素,原子序数越大，元素的原子半径越大，原子获得电子的能力就越弱，单质的氧化性就越弱，由于O是同主族中原子序数最小的元素，故O2的氧化性在同主族中最强，A正确；
B．Y是O， Z是Na元素，O2和-Na+核外电子排布都是2、8，电子排布相同，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径：ZC．O、Na两种元素可形成两种离子化合物Na2O、Na2O2，故C正确；
D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。X是C，Y是O，由于元素的非金属性：CX，故D正确；
故答案为B。
4．B
【详解】A．运用等离子束切割金属，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，故A正确；
B．某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高，故B错误；
C．液晶用于各种显示仪器上，液晶具有显著的电光特性，故C正确；
D．纳米颗粒具有极强的紫外线屏蔽能力，化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能，故D正确；
故选B。
5．D
【详解】A．等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成， 是物质的另一种聚集状态，故A正确；
B．等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；
C．通过强热、电磁辐射等方式也能由水形成等离子体，故C正确；
D. 等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误；
答案选D。
6．A
【分析】根据“非晶体能自动转变为晶体”可知，非晶体不稳定，晶体较稳定，由此分析
【详解】由分析可知，非晶体不稳定，晶体较稳定，能量越低越稳定，说明非晶体是处于高能量状态，转变为晶体后趋向于低能量的稳定状态，答案选A。
7．B
【详解】A．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，A项、C项错误；
B．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶材料具有很重要的应用，B项正确；D项错误；
答案选B。
8．D
【详解】纳米材料有其独特的功能，一般飞机是用铝合金、钢铁等制造的，由于碳纤维的强度高、刚度高、密度小，它也可以是制造飞机的理想材料；碳纤维复合材料的主要组成元素是碳，性质稳定，抗腐蚀能力强，综上所述，D项正确，故选D。
9．D
【详解】A．离子液体一般由有机阳离子和无机阴离子构成，A项正确；
B．超分子内部分子之间可以通过非共价键结合，如氢键、静电作用等，B项正确；
C．液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，C项正确；
D．纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构，D项错误；
故选D。
10．A
【详解】A．纳米材料包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分，A项正确；
B．纳米材料除微粒尺 寸为纳米尺度外，还必须具有特定功能，B项错误；
C．纳米材料由直径为几或几十纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成，纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构，C项错误；
D．同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体在性质上具有很大的差别，如金的熔点为1 064°C，但2 nm尺寸金的熔点仅为327 °C左右，D项错误；
故选A。
11．A
【详解】Ａ．纳米材料的基本构成微粒的尺寸需至少一维处于纳米级，A错误；
B．纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，既不是微观粒子，也不是宏观物质，B正确；
C．纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，微粒不一定是原子，C正确；
D．纳米颗粒内部具有晶体结构，而界面则为无序结构，D正确。
故选A。
12．B
【详解】切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体高能量的特点，
故选：B。
13．B
【详解】A. 因为新型超轻纳米材料的基本微粒直径为1～100nm，将该材料分散到液体分散剂中形成胶体，所得混合物具有丁达尔效应，故A正确；
B. 因为新型超轻纳米材料的基本微粒直径为1～100nm，该材料的基本微粒能透过滤纸,故B错误；
C. 因为这种材料耐高温，且用它吸附完有机物后，可以通过点燃的方式实现重复使用，该材料在2000℃的高温下，还可以保持结构完整，可正常使用，故C正确；
D. 因为整个材料内部充满气孔，且这种材料耐高温，且用它吸附完有机物后，可以通过点燃的方式实现重复使用，所以该材料在航空航天高温热防护、有毒化学物质吸附和清除等领域有重要的应用前景，故D正确；
答案：B。
14．B
【详解】A. 纳米铜根据其微粒半径属于胶体，但不是新型胶体，故A错误；
B. 普通铜加热才能与氧气反应，而纳米铜遇到空气就会剧烈燃烧，更易发生氧化反应，故B正确；
C. 纳米铜和普通铜都由铜元素组成，所以铜原子种类相同，故C错误；
D. 纳米铜很易与氧气反应，应密封保存，故D错误；
故选B。
【点睛】胶体的本质是分散质粒子的直径大小，和分散质粒子的组成及状态、性质等无关。
15．B
【详解】A选项，B40与石墨烯是由不同元素组成的单质，不互为同素异形体，故A错误；
B选项，43.2gB40的物质的量为0.1mol，1molB40含有40molB原子，故0.1molB40含有4mol B原子，即2.408×1024个原子，故B正确；
C选项，不同非金属元素之间形成极性共价键，故B40中不含极性键，只含有非极性键，故C错误；
D选项，全硼富勒烯是一种单质，不是高分子化合物，故D错误。
综上所述，答案为B。
【点睛】同种元素组成的不同单质互为同素异形体。
16．(1) 三角锥形 Br-的半径较大，P周围无法容纳6个Br-
(2)
【详解】（1）①中P原子价层电子对数为，含1对孤电子对，所以立体构型为三角锥形。
②半径较大，而半径较小，所以P周围可以容纳6个，而无法容纳6个，所以无法形成。
（2）①根据均摊原则，一个晶胞中含有Sb的个数为，含有O的个数为，含有Fe的个数为，所以锑酸亚铁的化学式为；
②一个晶胞中含有Sb的个数为4，含有O的个数为12，含有Fe的个数为2，晶胞的质量为，晶体的体积为，所以晶体的密度为。
17． 小 b 碳纳米管直径越大，结冰温度越低
【分析】(1)离子液体中的作用力是离子键，强于氢键和分子间作用力，以此分析解答；
(2)根据图示，随着碳纳米管直径的增大，结冰温度依次为27℃、7℃、-53℃、-83℃，据此分析归纳。
【详解】(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的离子液体，阴、阳离子间的作用力是离子键，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小；该离子液体中不含氧，则其不助燃；液体一般不能用作复合材料；由阴、阳离子形成的离子液体应该具有导热性，不可能用作绝热材料，其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂，故答案为：小；b；
(2)根据图示，随着碳纳米管直径的增大，结冰温度依次为27℃、7℃、-53℃、-83℃，即碳纳米管直径越大，结冰温度越低(或纳米管直径越小，结冰温度越高)，故答案为：碳纳米管直径越大，结冰温度越低(或纳米管直径越小，结冰温度越高)。
18．(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
【详解】（1）钠的卤化物及碱金属的氯化物均为离子化合物，其熔点与晶格能有关，离子半径越小，所带电荷越多，形成的离子晶体的晶格能越大，熔点越高；氟离子到碘离子离子半径依次增大，导致钠的卤化物晶格能减小，沸点降低；钠离子到铯离子离子半径依次增大，导致碱金属的氯化物晶格能减小，沸点降低；
（2）硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体，分子晶体中相对分子质量越大则分子间作用力越大，物质熔沸点更高；到相对分子质量依次增加，分子间作用力变大，物质熔沸点升高；硅、锗、锡、铅的氯化物相对分子质量依次增加，分子间作用力变大，物质熔沸点升高；
（3）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，原因是钠的卤化物为离子晶体、硅的卤化物为分子晶体，离子晶体的熔点一般要高于分子晶体的沸点。
19． O>C>Si > 1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) SiO2 sp2 热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大 4 ×1030
【分析】⑴电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大，同主族由上至下逐渐减小，第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小；
⑵SiO2、GeO2为同类型晶体结构，即为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si－O键长小于Ge－O键长，SiO2键能更大，熔点更高；
⑶B原子最外层有3个电子，与3个－OH形成3个共价键，即可得杂化方式，热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大；
⑷先分析得出Cs的个数，再根据公式计算密度。
【详解】⑴电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大，同主族由上至下逐渐减小，所以电负性O>C>Si，故答案为：O>C>Si；第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小，因此I1(Si)>I1(Ge)，故答案为：>；
⑵Ge原子位于第四周期IVA族，因此原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2），故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2）；SiO2、GeO2均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si－O键长小于Ge－O键长，SiO2键能更大，熔点更高，故答案为：SiO2；
⑶B原子最外层有3个电子，与3个－OH形成3个共价键，因此为sp2杂化，故答案为：sp2；热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大，故答案为：热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大；
⑷原子分数坐标为（0.5，0.2，0.5）的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为（0，0.3，0.5）及（1.0，0.3，0.5）的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分数坐标为（0.5，0.8，1.0）及（0.5，0.8，0）的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分数坐标为（0，0.7，1.0）及（1.0，0.7，1.0）（0，0.7，0）及（1.0，0.7，0）的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个；带入晶胞密度求算公式可得：
ρ=g·cm-3，故答案为：4；×1030。
【点睛】本题考查了物质结构、基本概念，解题关键：利用均摊法进行有关计算，难点(4)根据Cs原子位于晶胞体内的坐标系，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个，再去计算密度。
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．电子表、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。下列有关其显示原理的叙述中，正确的是
A．施加电场时，液晶分子垂直于电场方向排列
B．施加电场时，液晶分子平行于电场方向排列
C．移去电场后，液晶分子排列成扭曲的螺旋状
D．移去电场后，液晶分子相互平行排列
2．下列关于超分子的叙述中正确的是
A．超分子就是高分子 B．超分子都是无限伸展的
C．形成超分子的微粒都是分子 D．超分子具有分子识别和自组装的特征
3．科学家利用四种原子序数依次递增的短周期主族元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)下列说法不正确的是
A．Y单质的氧化性在同主族中最强
B．离子半径：Z>Y
C．Z与Y可组成多种离子化合物
D．最简氢化物的热稳定性：Y>X
4．下列关于特殊聚集状态的应用的描述中，错误的是
A．运用等离子束切割金属
B．晶体合金的硬度和强度均比非晶体合金的硬度和强度高
C．液晶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
5．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
6．物质的非晶体能自动转变为晶体，而晶体却不能自动地转变为非晶体，这说明
A．非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量大
B．晶体是稳定的，处于晶体时能量大
C．非晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小
D．晶体是不稳定的，处于非晶体时能量小
7．电子表、电子计算器、电脑显示器都运用了液晶材料显示图象和文字。有关其显示原理的叙述中，正确的是
A．施加电压时，液晶分子沿垂直于电场方向排列
B．移去电压后，液晶分子恢复到原来状态
C．施加电场时，液晶分子恢复到原来状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
8．我国科学家成功合成了长的管状定向碳纳米管。这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的)、熔点高、化学性质稳定的特点，因而被称为“超级纤维”。下列对碳纤维的说法不正确的是
A．它是制造飞机的理想材料 B．它的主要组成元素是碳
C．它的抗腐蚀能力强 D．碳纤维复合材料为高分子化合物
9．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
10．下列关于纳米材料的叙述中，正确的是
A．包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分
B．将物体粉碎成几纳米的小颗粒即得到纳米材料
C．纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料
D．同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质
11．下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中错误的是
A．三维空间尺寸必须都处于纳米级 B．既不是微观粒子，也不是宏观物质
C．是原子排列成的纳米数量级原子团 D．内部具有晶体结构，而界面为无序结构
12．等离子体的用途十分广泛运用等离子体束来切割金属或者进行外科手术，利用了等离子体的特点是
A．微粒带有电荷 B．高能量
C．基本构成微粒多样化 D．准电中性
13．国防科大航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室成功研制出一种具有超强吸附能力的新型超轻纳米材料(基本微粒直径为1～100nm)。这种材料结构上由一维氮化硼纳米管和二维氮化硼纳米晶片复合而成，整个材料内部充满气孔。这种材料耐高温，且用它吸附完有机物后，可以通过点燃的方式实现重复使用。下列关于该材料的说法错误的是( )
A．将该材料分散到液体分散剂中，所得混合物具有丁达尔效应
B．该材料的基本微粒不能透过滤纸
C．该材料在2000℃的高温下，还可以保持结构完整，可正常使用
D．该材料在航空航天高温热防护、有毒化学物质吸附和清除等领域有重要的应用前景
14．在10﹣9m～l0﹣7m范围内，对原子、分子进行操纵的纳米超分子技术往往能实现意想不到的变化。纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸,下列说法正确的是（ ）
A．纳米铜是一种新型胶体
B．纳米铜颗粒比普通铜更易与氧气发生反应
C．纳米铜与普通铜所含铜原子的种类不同
D．纳米铜无需密封保存
15．中美学者携手发现了全硼富勒烯团簇—B40。B40团簇的结构，酷似中国的红灯笼(如图)。该材料可用于组装分子器件，在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要应用前景。下列有关说法正确的是（ ）
A．B40与石墨烯的结构相同，二者互为同素异形体
B．43.2g该物质含有2.408×1024个原子
C．B40中既含有极性键又含有非极性键
D．全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
二、填空题
16．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)。
17．（1）（CH3）3 NH+和可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100℃，其挥发性一般比有机溶剂___________（填“大”或“小”），可用作___________（填序号）。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂 c.复合材料 d.绝热材料
（2）为了研究在纳米级的空间中水的结冰温度，科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。如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_________________。
18．参考表中物质的熔点，回答有关问题。
物质
熔点/℃ 995 801 755 651 776 715 646
物质
熔点/℃ -90.2 -70.4 5.2 120.0 -49.5 -36.2 -15.0
(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________？
三、结构与性质
19．非线性光学晶体在信息、激光技术、医疗、国防等领域具有重要应用价值。我国科学家利用Cs2CO3、XO2(X=Si、Ge)和H3BO3首次合成了组成为CsXB3O7的非线性光学晶体。回答下列问题：
（1）C、O、Si三种元素电负性由大到小的顺序为__；第一电离能I1(Si)__I1(Ge)(填>或<)。
（2）基态Ge原子核外电子排布式为__；SiO2、GeO2具有类似的晶体结构，其中熔点较高的是__。
（3）如图为H3BO3晶体的片层结构，其中B的杂化方式为__；硼酸在热水中比在冷水中溶解度显著增大的主要原因是__。
（4）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。CsSiB3O7属正交晶系(长方体形)，晶胞参数为apm、bpm和cpm。如图为沿y轴投影的晶胞中所有Cs原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cs原子的数目为__；CsSiB3O7的摩尔质量为Mg．mol-1，设NA为阿伏加 德罗常数的值，则CsSiB3O7晶体的密度为__g·cm-3(用代数式表示)。
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参考答案：
1．B
【详解】A．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，A错误；
B．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，B正确；
C．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态， C错误；
D．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶材料具有很重要的应用，D错误；
故选B。
2．D
【详解】A．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，有的是高分子，有的不是，故A错误；
B．超分子这种分子聚集体有的是无限伸展的，有的的是有限的，故B错误；
C．形成超分子的微粒也包括离子，故C错误；
D．超分子的特征是分子识别和自组装，故D正确。
答案选D。
3．B
【详解】根据图示可知W形成1个共价键,又是短周期中原子序数最小的元素,说明W原子核外只有1个电子，则W是H元素, X形成4个共价键，则X是C元素, W. X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z是Na元素, Y形成2个共价键，原子序数比C大，比Na小，说明Y原子核外有2个电子层，最外层有6个电子，则Y是O元素，然后根据问题逐-分析解答。
A．同一主族的元素,原子序数越大，元素的原子半径越大，原子获得电子的能力就越弱，单质的氧化性就越弱，由于O是同主族中原子序数最小的元素，故O2的氧化性在同主族中最强，A正确；
B．Y是O， Z是Na元素，O2和-Na+核外电子排布都是2、8，电子排布相同，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径：Z
D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。X是C，Y是O，由于元素的非金属性：C
故答案为B。
4．B
【详解】A．运用等离子束切割金属，是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化，故A正确；
B．某些非晶体合金的硬度和强度比晶体合金的硬度和强度高，故B错误；
C．液晶用于各种显示仪器上，液晶具有显著的电光特性，故C正确；
D．纳米颗粒具有极强的紫外线屏蔽能力，化妆品中加入纳米颗粒可使其具备防紫外线的功能，故D正确；
故选B。
5．D
【详解】A．等离子体由离子、电子以及未电离的中性粒子的集合组成， 是物质的另一种聚集状态，故A正确；
B．等离子体具有良好的导电性，是很好的导体，故B正确；
C．通过强热、电磁辐射等方式也能由水形成等离子体，故C正确；
D. 等离子体中的微粒带有电荷，而且能自由移动，所以等离子体具有良好的导电性，故D错误；
答案选D。
6．A
【分析】根据“非晶体能自动转变为晶体”可知，非晶体不稳定，晶体较稳定，由此分析
【详解】由分析可知，非晶体不稳定，晶体较稳定，能量越低越稳定，说明非晶体是处于高能量状态，转变为晶体后趋向于低能量的稳定状态，答案选A。
7．B
【详解】A．液晶是在一定的温度范围内既具有液体的可流动性，又具有晶体的各向异性的特殊物质，在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，A项、C项错误；
B．在施加电压时，液晶分子能够沿电场方向排列，而在移去电场之后，液晶分子又恢复到原来的状态，所以液晶材料具有很重要的应用，B项正确；D项错误；
答案选B。
8．D
【详解】纳米材料有其独特的功能，一般飞机是用铝合金、钢铁等制造的，由于碳纤维的强度高、刚度高、密度小，它也可以是制造飞机的理想材料；碳纤维复合材料的主要组成元素是碳，性质稳定，抗腐蚀能力强，综上所述，D项正确，故选D。
9．D
【详解】A．离子液体一般由有机阳离子和无机阴离子构成，A项正确；
B．超分子内部分子之间可以通过非共价键结合，如氢键、静电作用等，B项正确；
C．液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出有序的排列，使液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的各向异性，C项正确；
D．纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构，D项错误；
故选D。
10．A
【详解】A．纳米材料包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分，A项正确；
B．纳米材料除微粒尺 寸为纳米尺度外，还必须具有特定功能，B项错误；
C．纳米材料由直径为几或几十纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成，纳米颗粒内部具有晶状结构，原子排列有序，而界面则为无序结构，C项错误；
D．同一种金属元素构成的纳米材料与宏观金属晶体在性质上具有很大的差别，如金的熔点为1 064°C，但2 nm尺寸金的熔点仅为327 °C左右，D项错误；
故选A。
11．A
【详解】Ａ．纳米材料的基本构成微粒的尺寸需至少一维处于纳米级，A错误；
B．纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，既不是微观粒子，也不是宏观物质，B正确；
C．纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，微粒不一定是原子，C正确；
D．纳米颗粒内部具有晶体结构，而界面则为无序结构，D正确。
故选A。
12．B
【详解】切割金属或者进行外科手术，是利用了等离子体高能量的特点，
故选：B。
13．B
【详解】A. 因为新型超轻纳米材料的基本微粒直径为1～100nm，将该材料分散到液体分散剂中形成胶体，所得混合物具有丁达尔效应，故A正确；
B. 因为新型超轻纳米材料的基本微粒直径为1～100nm，该材料的基本微粒能透过滤纸,故B错误；
C. 因为这种材料耐高温，且用它吸附完有机物后，可以通过点燃的方式实现重复使用，该材料在2000℃的高温下，还可以保持结构完整，可正常使用，故C正确；
D. 因为整个材料内部充满气孔，且这种材料耐高温，且用它吸附完有机物后，可以通过点燃的方式实现重复使用，所以该材料在航空航天高温热防护、有毒化学物质吸附和清除等领域有重要的应用前景，故D正确；
答案：B。
14．B
【详解】A. 纳米铜根据其微粒半径属于胶体，但不是新型胶体，故A错误；
B. 普通铜加热才能与氧气反应，而纳米铜遇到空气就会剧烈燃烧，更易发生氧化反应，故B正确；
C. 纳米铜和普通铜都由铜元素组成，所以铜原子种类相同，故C错误；
D. 纳米铜很易与氧气反应，应密封保存，故D错误；
故选B。
【点睛】胶体的本质是分散质粒子的直径大小，和分散质粒子的组成及状态、性质等无关。
15．B
【详解】A选项，B40与石墨烯是由不同元素组成的单质，不互为同素异形体，故A错误；
B选项，43.2gB40的物质的量为0.1mol，1molB40含有40molB原子，故0.1molB40含有4mol B原子，即2.408×1024个原子，故B正确；
C选项，不同非金属元素之间形成极性共价键，故B40中不含极性键，只含有非极性键，故C错误；
D选项，全硼富勒烯是一种单质，不是高分子化合物，故D错误。
综上所述，答案为B。
【点睛】同种元素组成的不同单质互为同素异形体。
16．(1) 三角锥形 Br-的半径较大，P周围无法容纳6个Br-
(2)
【详解】（1）①中P原子价层电子对数为，含1对孤电子对，所以立体构型为三角锥形。
②半径较大，而半径较小，所以P周围可以容纳6个，而无法容纳6个，所以无法形成。
（2）①根据均摊原则，一个晶胞中含有Sb的个数为，含有O的个数为，含有Fe的个数为，所以锑酸亚铁的化学式为；
②一个晶胞中含有Sb的个数为4，含有O的个数为12，含有Fe的个数为2，晶胞的质量为，晶体的体积为，所以晶体的密度为。
17． 小 b 碳纳米管直径越大，结冰温度越低
【分析】(1)离子液体中的作用力是离子键，强于氢键和分子间作用力，以此分析解答；
(2)根据图示，随着碳纳米管直径的增大，结冰温度依次为27℃、7℃、-53℃、-83℃，据此分析归纳。
【详解】(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的离子液体，阴、阳离子间的作用力是离子键，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小；该离子液体中不含氧，则其不助燃；液体一般不能用作复合材料；由阴、阳离子形成的离子液体应该具有导热性，不可能用作绝热材料，其挥发性就小，不会污染环境，是“绿色”溶剂，故答案为：小；b；
(2)根据图示，随着碳纳米管直径的增大，结冰温度依次为27℃、7℃、-53℃、-83℃，即碳纳米管直径越大，结冰温度越低(或纳米管直径越小，结冰温度越高)，故答案为：碳纳米管直径越大，结冰温度越低(或纳米管直径越小，结冰温度越高)。
18．(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
【详解】（1）钠的卤化物及碱金属的氯化物均为离子化合物，其熔点与晶格能有关，离子半径越小，所带电荷越多，形成的离子晶体的晶格能越大，熔点越高；氟离子到碘离子离子半径依次增大，导致钠的卤化物晶格能减小，沸点降低；钠离子到铯离子离子半径依次增大，导致碱金属的氯化物晶格能减小，沸点降低；
（2）硅的卤化物及硅、锗、锡、铅的氯化物均为分子晶体，分子晶体中相对分子质量越大则分子间作用力越大，物质熔沸点更高；到相对分子质量依次增加，分子间作用力变大，物质熔沸点升高；硅、锗、锡、铅的氯化物相对分子质量依次增加，分子间作用力变大，物质熔沸点升高；
（3）钠的卤化物的熔点比相应的硅的卤化物的熔点高得多，原因是钠的卤化物为离子晶体、硅的卤化物为分子晶体，离子晶体的熔点一般要高于分子晶体的沸点。
19． O>C>Si > 1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) SiO2 sp2 热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大 4 ×1030
【分析】⑴电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大，同主族由上至下逐渐减小，第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小；
⑵SiO2、GeO2为同类型晶体结构，即为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si－O键长小于Ge－O键长，SiO2键能更大，熔点更高；
⑶B原子最外层有3个电子，与3个－OH形成3个共价键，即可得杂化方式，热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大；
⑷先分析得出Cs的个数，再根据公式计算密度。
【详解】⑴电负性的变化规律为同周期从左向右逐渐增大，同主族由上至下逐渐减小，所以电负性O>C>Si，故答案为：O>C>Si；第一电离能的变化规律为同族元素由上至下逐渐减小，因此I1(Si)>I1(Ge)，故答案为：>；
⑵Ge原子位于第四周期IVA族，因此原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2），故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p2（或[Ar]3d104s24p2）；SiO2、GeO2均为原子晶体，Ge原子半径大于Si，Si－O键长小于Ge－O键长，SiO2键能更大，熔点更高，故答案为：SiO2；
⑶B原子最外层有3个电子，与3个－OH形成3个共价键，因此为sp2杂化，故答案为：sp2；热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大，故答案为：热水破坏了硼酸晶体中的氢键，并且硼酸分子与水形成分子间氢键，使溶解度增大；
⑷原子分数坐标为（0.5，0.2，0.5）的Cs原子位于晶胞体内，原子分数坐标为（0，0.3，0.5）及（1.0，0.3，0.5）的Cs原子位于晶胞的yz面上，原子分数坐标为（0.5，0.8，1.0）及（0.5，0.8，0）的Cs原子位于晶胞xy面上，原子分数坐标为（0，0.7，1.0）及（1.0，0.7，1.0）（0，0.7，0）及（1.0，0.7，0）的Cs原子位于晶胞平行于y轴的棱上，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个；带入晶胞密度求算公式可得：
ρ=g·cm-3，故答案为：4；×1030。
【点睛】本题考查了物质结构、基本概念，解题关键：利用均摊法进行有关计算，难点(4)根据Cs原子位于晶胞体内的坐标系，利用均摊法可计算该晶胞中共含Cs原子4个，再去计算密度。
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