2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第3节 液晶、纳米材料与超分子（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第3节 液晶、纳米材料与超分子（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 19:56:19 | ||
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文档简介
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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
第3节 液晶、纳米材料与超分子
基础过关练
题组一 液晶的性质与应用
1.电子手表、电子计算器、电脑显示器都使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.施加电压时,液晶分子沿垂直于电场方向排列
B.移去电场后,液晶分子恢复到原来状态
C.施加电压时,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
2.下列有关液晶的叙述,不正确的是( )
A.液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性
B.液晶最重要的用途是制造液晶显示器
C.液晶不是物质的一种聚集状态
D.液晶分子聚集在一起时,其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
题组二 纳米材料
(2022山东聊城联考)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”是用一个有机分
子和四个球形笼状分子“组装”而成的。下列说法正确的是( )
A.我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“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
4.(2022河南信阳质量检测)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(基本微粒直径介于1~100 nm)。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2 000 ℃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
5.(2022山东潍坊联考)纳米是长度单位,1 nm=1×10-9 m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。例如,将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。常温下,下列对“纳米铜”的有关叙述中正确的是( )
A.“纳米铜”比铜片的金属性强
B.“纳米铜”比铜片更易失去电子
C.“纳米铜”与铜片的还原性相同
D.“纳米铜”比铜片的氧化性强
6.(2023山东菏泽曹县一中月考)纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末,具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是( )
A.对光有各向异性
B.熔点与晶体SiO2相同
C.与SiO2晶体互为同分异构体
D.可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
题组三 超分子
(2023河南灵宝第一高级中学月考)利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的杯酚中进行分离的流
程如图所示。下列说法错误的是( )
A.该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征
B.杯酚分子中存在大π键
C.杯酚与C60形成氢键
D.C60与金刚石晶体类型不同
8.(2023重庆璧山来凤中学月考)冠醚能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关,不同类型冠醚适配碱金属离子的空腔直径及碱金属离子直径的有关数据如下表,二苯并-18-冠-6与K+形成的超分子的结构如图所示。下列说法错误的是( )
冠醚 冠醚的空腔 直径/pm 适配的碱金属离 子及直径/pm
15-冠-5 170~220 Na+、204
18-冠-6 260~320 K+、276; Rb+、304
21-冠-7 340~430 Cs+、334
A.冠醚可以用来识别碱金属离子
B.二苯并-18-冠-6也能适配Li+
C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种
D.一个该超分子中含有配位键的数目为6
9.(2022湖北部分市、州期末联考)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。下图是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.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键
B.中心离子K+的配位数为6
C.冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子
D.这类配合物晶体是分子晶体
10.(2022安徽马鞍山第二高级中学月考)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并且随着环的大小不同而与不同的金属离子作用。
(1)Li+与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为 。
(2)冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构。理由是
。
(3)烯烃难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若将烯烃溶入冠醚Z,氧化效果明显提升。水分子中中心原子的杂化轨道的空间结构是 ,H—O键间的键角 (填“>”“<”或“=”)109°28'。
第3节 液晶、纳米材料与超分子
基础过关练
1.B 2.C 3.B 4.B 5.C 6.D 7.C 8.B
9.D
1.B 在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,A、C项错误;移去电场后,液晶分子又恢复到原来的状态,B项正确,D项错误。
2.C 液晶是介于液态和结晶态之间的一种聚集状态。
3.B “纳米车”是肉眼看不见的,A错误;“纳米车”只是几个分子的“组装”体,并非晶体,C错误;C60属于分子晶体,熔点比金刚石低得多,D错误。
4.B 因为该新型超轻纳米材料的基本微粒直径介于1~100 nm,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;新型超轻纳米材料的基本微粒直径介于1~100 nm,该材料的基本微粒能透过滤纸,故B错误;新型超轻纳米材料耐高温,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,则该材料在
2 000 ℃的高温下,还可以保持结构完整,可正常使用,故C正确;因为整个材料内部充满气孔,且这种材料耐高温,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。
5.C “纳米铜”和铜片的基本化学性质相同。
6.D 纳米SiO2为无定形,不是晶体,对光没有各向异性,故A错误;
纳米SiO2不是晶体,晶体SiO2是共价晶体,二者熔点不相同,故B错误;具有相同的分子式而结构不同的化合物互为同分异构体,SiO2只是化学式,SiO2晶体中没有分子,故C错误;纳米SiO2不是晶体,晶体SiO2是共价晶体,可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2,故D正确。
7.C 利用杯酚分离C60和C70体现了超分子具有“分子识别”的特征,A项正确;杯酚分子中含有苯环结构,存在大π键,B项正确;杯酚与C60形成的不是氢键,C项错误;金刚石是共价晶体,C60为分子晶体,二者晶体类型不同,D项正确。
8.B 冠醚可以用来识别碱金属离子,A正确;Li+半径小于Na+半径(204 pm),二苯并-18-冠-6的空腔直径为260~320 pm,不能适配Li+,B错误;该冠醚分子中亚甲基上的碳原子采取sp3杂化,苯环上的碳原子采取sp2杂化,C正确;由题图可知,一个超分子中含6个O→K+配位键,D正确。
9.D 冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,A正确;由题图可知,中心离子K+周围形成了6个配位键,故其配位数为6,B正确;由题干信息可知冠醚是皇冠状的分子,则冠醚与碱金属离子形成配位阳离子,故得到的晶体里还有阴离子,C正确;由C项分析可知,该类配合物晶体是由阴、阳离子构成的,故属于离子晶体,D错误。
10.答案 (1)K
(2)Li+的半径比Y的空腔小得多,不易与空腔内氧原子的孤电子对作用形成配位键
(3)四面体形 <
解析 (1)锂离子核外只有2个电子,在1s能级上,电子层符号为K。
(2)冠醚Y能与K+形成稳定结构,而Li+半径比Y的空腔小得多,不易与冠醚Y中氧原子的孤电子对形成配位键。
(3)水分子中氧原子的价电子对数为4,采用sp3杂化,则中心O原子的杂化轨道的空间结构为四面体形。水分子中氧原子含有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力大于成键电子对与孤电子对之间的排斥力,所以水分子中H—O键间的键角小于109°28'。
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第3节 液晶、纳米材料与超分子
基础过关练
题组一 液晶的性质与应用
1.电子手表、电子计算器、电脑显示器都使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.施加电压时,液晶分子沿垂直于电场方向排列
B.移去电场后,液晶分子恢复到原来状态
C.施加电压时,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
2.下列有关液晶的叙述,不正确的是( )
A.液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的各向异性
B.液晶最重要的用途是制造液晶显示器
C.液晶不是物质的一种聚集状态
D.液晶分子聚集在一起时,其分子间相互作用很容易受温度、压力和电场的影响
题组二 纳米材料
(2022山东聊城联考)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”是用一个有机分
子和四个球形笼状分子“组装”而成的。下列说法正确的是( )
A.我们可以直接用肉眼清晰地看到这种“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
4.(2022河南信阳质量检测)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(基本微粒直径介于1~100 nm)。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2 000 ℃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
5.(2022山东潍坊联考)纳米是长度单位,1 nm=1×10-9 m,物质的颗粒达到纳米级时,具有特殊的性质。例如,将单质铜制成“纳米铜”时,具有非常强的化学活性,在空气中可以燃烧。常温下,下列对“纳米铜”的有关叙述中正确的是( )
A.“纳米铜”比铜片的金属性强
B.“纳米铜”比铜片更易失去电子
C.“纳米铜”与铜片的还原性相同
D.“纳米铜”比铜片的氧化性强
6.(2023山东菏泽曹县一中月考)纳米SiO2为无定形(非晶态)白色粉末,具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点。下列关于纳米SiO2的说法正确的是( )
A.对光有各向异性
B.熔点与晶体SiO2相同
C.与SiO2晶体互为同分异构体
D.可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2
题组三 超分子
(2023河南灵宝第一高级中学月考)利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的杯酚中进行分离的流
程如图所示。下列说法错误的是( )
A.该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征
B.杯酚分子中存在大π键
C.杯酚与C60形成氢键
D.C60与金刚石晶体类型不同
8.(2023重庆璧山来凤中学月考)冠醚能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关,不同类型冠醚适配碱金属离子的空腔直径及碱金属离子直径的有关数据如下表,二苯并-18-冠-6与K+形成的超分子的结构如图所示。下列说法错误的是( )
冠醚 冠醚的空腔 直径/pm 适配的碱金属离 子及直径/pm
15-冠-5 170~220 Na+、204
18-冠-6 260~320 K+、276; Rb+、304
21-冠-7 340~430 Cs+、334
A.冠醚可以用来识别碱金属离子
B.二苯并-18-冠-6也能适配Li+
C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种
D.一个该超分子中含有配位键的数目为6
9.(2022湖北部分市、州期末联考)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。下图是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.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键
B.中心离子K+的配位数为6
C.冠醚与碱金属离子形成配合物得到的晶体里还有阴离子
D.这类配合物晶体是分子晶体
10.(2022安徽马鞍山第二高级中学月考)冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并且随着环的大小不同而与不同的金属离子作用。
(1)Li+与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为 。
(2)冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构。理由是
。
(3)烯烃难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若将烯烃溶入冠醚Z,氧化效果明显提升。水分子中中心原子的杂化轨道的空间结构是 ,H—O键间的键角 (填“>”“<”或“=”)109°28'。
第3节 液晶、纳米材料与超分子
基础过关练
1.B 2.C 3.B 4.B 5.C 6.D 7.C 8.B
9.D
1.B 在施加电压时,液晶分子能够沿电场方向排列,A、C项错误;移去电场后,液晶分子又恢复到原来的状态,B项正确,D项错误。
2.C 液晶是介于液态和结晶态之间的一种聚集状态。
3.B “纳米车”是肉眼看不见的,A错误;“纳米车”只是几个分子的“组装”体,并非晶体,C错误;C60属于分子晶体,熔点比金刚石低得多,D错误。
4.B 因为该新型超轻纳米材料的基本微粒直径介于1~100 nm,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;新型超轻纳米材料的基本微粒直径介于1~100 nm,该材料的基本微粒能透过滤纸,故B错误;新型超轻纳米材料耐高温,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,则该材料在
2 000 ℃的高温下,还可以保持结构完整,可正常使用,故C正确;因为整个材料内部充满气孔,且这种材料耐高温,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。
5.C “纳米铜”和铜片的基本化学性质相同。
6.D 纳米SiO2为无定形,不是晶体,对光没有各向异性,故A错误;
纳米SiO2不是晶体,晶体SiO2是共价晶体,二者熔点不相同,故B错误;具有相同的分子式而结构不同的化合物互为同分异构体,SiO2只是化学式,SiO2晶体中没有分子,故C错误;纳米SiO2不是晶体,晶体SiO2是共价晶体,可用X射线衍射实验区分纳米SiO2与晶体SiO2,故D正确。
7.C 利用杯酚分离C60和C70体现了超分子具有“分子识别”的特征,A项正确;杯酚分子中含有苯环结构,存在大π键,B项正确;杯酚与C60形成的不是氢键,C项错误;金刚石是共价晶体,C60为分子晶体,二者晶体类型不同,D项正确。
8.B 冠醚可以用来识别碱金属离子,A正确;Li+半径小于Na+半径(204 pm),二苯并-18-冠-6的空腔直径为260~320 pm,不能适配Li+,B错误;该冠醚分子中亚甲基上的碳原子采取sp3杂化,苯环上的碳原子采取sp2杂化,C正确;由题图可知,一个超分子中含6个O→K+配位键,D正确。
9.D 冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,A正确;由题图可知,中心离子K+周围形成了6个配位键,故其配位数为6,B正确;由题干信息可知冠醚是皇冠状的分子,则冠醚与碱金属离子形成配位阳离子,故得到的晶体里还有阴离子,C正确;由C项分析可知,该类配合物晶体是由阴、阳离子构成的,故属于离子晶体,D错误。
10.答案 (1)K
(2)Li+的半径比Y的空腔小得多,不易与空腔内氧原子的孤电子对作用形成配位键
(3)四面体形 <
解析 (1)锂离子核外只有2个电子,在1s能级上,电子层符号为K。
(2)冠醚Y能与K+形成稳定结构,而Li+半径比Y的空腔小得多,不易与冠醚Y中氧原子的孤电子对形成配位键。
(3)水分子中氧原子的价电子对数为4,采用sp3杂化,则中心O原子的杂化轨道的空间结构为四面体形。水分子中氧原子含有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力大于成键电子对与孤电子对之间的排斥力,所以水分子中H—O键间的键角小于109°28'。
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