课时作业(十六) 液晶、纳米材料与超分子-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套练习word（鲁科版，双选）

课时作业(十六)　液晶、纳米材料与超分子 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列关于物质聚集状态的叙述中，错误的是(　　) A．物质只有气、液、固三种聚集状态 B．气态是高度无序的体系存在状态 C．固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱 D．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性 A　[物质除气、液、固三种聚集状态以外，还有其他的聚集状态，如液晶、纳米材料、超分子。] 2．下列有关液晶的叙述中不正确的是(　　) A．具有液体的流动性、晶体的各向异性 B．制造液晶显示器 C．不是物质的一种聚集状态 D．液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响 C　[由液晶的定义可知液晶是物质的一种聚集状态，C错误；这种在一定温度范围内存在的液体既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，这种液体称为液态晶体，简称液晶，这是液晶的定义，A正确；液晶分子聚集在一起时，其分子间的相互作用很容易受温度、压力和电场的影响，这是液晶的性质，也可以用来解释为什么可以用液晶来做液晶显示器，B、D都正确。] 3．下列叙述正确的是(　　) A．食盐粉末为非晶体 B．液体与晶体混合物叫液晶 C．最大维度处于纳米尺度的材料叫纳米材料 D．等离子体的外观为气态 D　[食盐粉末仍由无数晶体颗粒组成，A错误；液晶是指外观为液态但具有晶体特性的物质，B错误；纳米材料指三维空间尺寸至少有一维处于纳米尺度的、具有特定功能的材料，C错误；等离子体是物质在气态的基础上进一步形成的气态微粒聚集体，D正确。] 4．纳米是长度单位，1 nm＝1×10－9m，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。下列对“纳米铜”的有关叙述中正确的是(　　) A．常温下，“纳米铜”比铜片的金属性强 B．常温下，“纳米铜”比铜片更易失去电子 C．常温下，“纳米铜”与铜片的还原性相同 D．常温下，“纳米铜”比铜片的氧化性强 C　[“纳米铜”因其表面积大，所以化学反应速率快，但基本化学性质没有变。] 5．液晶广泛用于电子仪表产品等，MBBA是一种研究较多的液晶材料，其化学式为C18H21NO，下列有关说法正确的是(　　) A．MBBA属于有机高分子化合物 B．MBBA由碳、氢、氧、氮四种元素组成 C．MBBA中碳、氢、氧、氮的原子个数比为18∶21∶2∶1 D．MBBA中含有一氧化氮分子 B　[A项，有机高分子化合物是由一类相对分子质量很大的分子聚集而成，且无固定的化学式，错误；B项，此物质由碳、氢、氧、氮四种元素组成，正确；C项，由MBBA的化学式可知，碳、氢、氧、氮的原子个数比为18∶21∶1∶1，错误；D项，MBBA物质是由C18H21NO分子构成的化合物，不含NO分子，错误。] 6．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165 K时形成的，玻璃态的水无固定形态，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是(　　) A．水由液态变为玻璃态，体积缩小 B．水由液态变为玻璃态，体积膨胀 C．玻璃态是水的一种特殊状态 D．玻璃态水是分子晶体 C　[由题设知，玻璃态水不同于我们熟知的气、液、固三态，是一种特殊状态。] 7．纳米材料的表面微粒数占总微粒数的比例极大，这是它具有许多特殊性质的原因。假设某纳米颗粒的大小和形状恰好与某晶体晶胞的大小和形状(如图)相同，则这种纳米颗粒的表面微粒数占总微粒数的百分数为(　　) A．87.5%　　　　　　　 B．88.9% C．96.3% D．100% B　[表面微粒数占总微粒数的百分数为×100%≈88.9%。] 8．冠醚能与阳离子，尤其是与碱金属离子作用，并且随环的大小不同而与不同的金属离子作用。12­冠­4与锂离子作用而不与钠离子、钾离子作用；18­冠­6与钾离子作用(如图)，还可与重氮盐作用，但不与锂离子或钠离子作用。下列说法错误的是(　　) A．18­冠­6中C和O的杂化轨道类型相同 B．18­冠­6与钾离子作用，不与锂离子或钠离子作用，这反映了超分子的“分子识别”的特征 C．18­冠­6与钾离子作用反映了超分子的自组装的特征 D．冠醚与碱金属离子作用的原理与其可作相转移催化剂的原理有关 C　[18­冠­6中C和O都是sp3杂化，A项正确；18­冠­6与钾离子作用，不与锂离子或钠离子作用，反映了超分子的“分子识别”的特征，故B项正确，C项错误；由于冠醚是皇冠状分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，把无机物带入有机物中，它可以作为相转移催化剂也是基于这个原理，D项正确。] 二、选择题(本题包括4小题，每小题只有一个或两个选项符合题意) 9．我国科学家成功合成了3 nm长的管状纳米管，长度居世界之首。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、化学性质稳定性好的特点，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．碳纤维复合材料不易导电 D　[纳米材料有其独特的功能，我们都知道：一般飞机是用铝合金及钢制造的，由于碳纤维的“强度高、刚度高、密度小”，它也可以作为制造飞机的理想材料；碳纤维复合材料其主要组成元素是碳，但由于合成的是纳米级材料，也可能具有类似于石墨结构，存在着自由电子易导电，D错误。] 10．诺贝尔化学奖授予在合成分子机器领域做出贡献的三位科学家。分子机器是一种特殊的超分子体系，当体系受到外在刺激(如pH变化、吸收光子、电子得失等)时，分子组分间原有作用被破坏，各组分间发生类似于机械运动的某种热运动。下列说法不正确的是(　　) A．驱动分子机器时，需要对体系输入一定的能量 B．超分子内部分子之间通过共价键相结合 C．氧化还原反应有可能是刺激分子机器体系的因素之一 D．光照有可能使分子产生类似于机械运动的某种热运动 B　[超分子内部分子之间通过非共价键相结合，故B项错误。] 11．拟晶是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是目前发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关该拟晶的说法中错误的是(　　) A．Al65Cu23Fe12可用作长期浸泡在海水中的材料 B．Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视为零 C．Al65 Cu23Fe12的硬度可能比金属Al、Cu、Fe都大 D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的稀硝酸时共失去189 mol电子 AD　[Al65Cu23Fe12与海水构成原电池，会加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，A错误；拟晶Al65Cu23 Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合价代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作零价，B正确；根据题意，该拟晶具有合金的某些优良物理性能，因此其硬度可能比金属Al、Cu、Fe都大，C正确；l mol Al65Cu23Fe12溶于过量的稀硝酸时共失去277 mol电子(因为硝酸过量，每个铁原子失去3个电子)，D错误。] 12．(2022·天津培杰中学高二检测)下列说法不正确的是(　　) A．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 B．常压下，0 ℃时冰的密度比水的密度小，水在4 ℃时密度最大，这些都与范德华力有关 C．金属键具有方向性和饱和性 D．石墨晶体中既有共价键，又有类似金属键的作用力，还有范德华力，是一种混合型晶体 BC　[冰中存在氢键，具有方向性和饱和性，使体积变大，则相同质量时冰的密度比液态水的密度小，故B不正确；金属键没有方向性和饱和性，故C不正确。] 三、非选择题(本题包括3小题) 13．在纳米级的空间中，水的结冰温度是怎样的呢？为此，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______________________。 解析：　由图可知，随着纳米管直径的增大，结冰温度依次为27 ℃、7 ℃、－53 ℃、－83 ℃，即纳米管直径越大，结冰温度越低。 答案：　碳纳米管直径越小，结冰温度越高 14．科学的进步离不开技术的突破。原子光谱核磁共振、X射线衍射、量子计算等技术的发展与应用都推进了结构的研究。如过渡元素原子结构、超分子结构、晶体结构、配合物结构研究等。 (1)过渡元素Cr原子的基态电子排布式为________________，Cr的核外电子由激发态跃迁至基态时产生的光谱是________(填“吸收”或“发射”)光谱。 (2)①将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液。该过程中微粒的变化是[Cu(H2O)4]2＋→Cu(OH)2→[Cu(NH3)4]2＋。 [Cu(H2O)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋中共同含有的化学键类型有_______________________。 ②已知：AlF在溶液中可稳定存在，CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________(用离子方程式表示)。 解析：　(1)过渡元素Cr原子的基态电子排布式为[Ar]3d54s1(或1s22s22p63s23p63d54s1)，Cr的核外电子由激发态跃迁至基态时产生的光谱是发射光谱； (2)①水分子或氨气分子中都存在极性键，Cu原子和水分子或氨气分子之间存在配位键，所以[Cu(H2O)4]2＋和[Cu(NH3)4]2＋中都含有配位键，极性键； ②CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，因为在溶液中F－与Al3＋能形成很难电离的配离子AlF，使CaF2的溶解平衡正向移动，其反应的离子方程式为3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF。 答案：　(1)[Ar]3d54s1(或1s22s22p63s23p63d54s1) 发射 (2)①极性键、配位键　②3CaF2＋Al3＋===3Ca2＋＋AlF 15．超分子化学已逐渐扩展到化学的各个分支，还扩展到生命科学和物理学等领域。由Mo将2个C60分子、2个p­甲酸丁酯吡啶及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示。 (1) Mo处于第5周期ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是________；核外未成对电子数有________个。 (2)该超分子中存在的化学键类型有________(填字母)。 A．σ键 B．π键 C．离子键 D．氢键 (3)该超分子中配体CO提供孤电子对的原子是________(填元素符号)，p­甲酸丁酯吡啶配体中C原子的杂化方式有________。 (4)从电负性角度解释CF3COOH的酸性强于CH3COOH的原因_____________________ ________________________________________________________________________。 (5)C60与金刚石互为同素异形体，从结构与性质之间的关系解释C60的熔点远低于金刚石的原因是_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：　(1)Cr的基态价电子排布为3d54s1，而Mo与Cr同主族，但比Cr多了一周期，因而其基态价电子排布式为4d55s1，用轨道表示式为，因而核外未成对的电子为6个。(2)观察该超分子结构有双键，说明有σ键和π键，分子中不存在离子键，根据信息可知Mo形成配位键。(3)CO做配体时C做配位原子，O把孤电子对给了碳，碳变成富电子中心，有提供孤电子对形成配位键的能力，p­甲酸丁酯吡啶中碳原子形成双键，说明其杂化方式为sp2，在丁基中C原子形成四个单键为sp3杂化。(4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强。使共用电子对偏向F，氧氢键较易断裂，因此CF3COOH酸性强于CH3COOH。(5)根据不同晶体类型的性质不同来解释：C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，共价晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能量。 答案：　(1)4d55s1　6　(2)AB　(3)C　sp2和sp3 (4)F的电负性强于H，对电子的吸引能力强，使共用电子对偏向F，使氧氢键较易断裂，因此CF3COOH酸性强于CH3COOH　 (5)C60是分子晶体，金刚石是共价晶体，共价晶体熔化时破坏共价键所需的能量远高于分子晶体熔化时破坏分子间作用力所需的能量 学生用书↓第70页 学科网（北京）股份有限公司 $