课时跟踪检测(24) 液晶、纳米材料与超分子-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（鲁科版）

课时跟踪检测(二十四)　液晶、纳米材料与超分子 一、选择题 1.(2025·安徽淮南高二月考)下列关于超分子的说法不正确的是 (　　) A.超分子是有机聚合物 B.超分子能表现出不同于组成超分子的单个分子的性质 C.超分子具有特定结构和功能 D.DNA是一种超分子 2.(2025·湖北孝感市质检)目前最热门的机器人材料液晶弹性体是一种最具代表性的智能材料,在外界刺激下,其相态或分子结构会产生变化,进而改变液晶基元的排列顺序,从而导致材料本身发生宏观形变,当撤去外界刺激后,液晶弹性体可以恢复到原来的形状。下列说法错误的是 (　　) A.该液晶同时具有各向异性和弹性 B.这种液晶弹性体机器人可以采用热、光、电、磁等进行驱动 C.该液晶弹性体具有形状记忆功能 D.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,而固体SiO2一定是晶体 3.下列说法不正确的是 (　　) A.液晶具有类似晶体的各向异性和液体的可流动性 B.蛋白质的变性和纳米银离子的聚集都是化学变化 C.常压下,0 ℃时冰的密度比水的密度小,水在4 ℃时密度最大,这些都与分子间的氢键有关 D.冠醚和金属离子的聚集体可以看成是一类超分子 4.下列关于物质特殊聚集状态的叙述中,错误的是 (　　) A.冠醚与金属离子的聚集体属于超分子 B.非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序 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,两部分的排列都是长程有序 5.下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中,错误的是 (　　) A.是长程无序的一种结构状态 B.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 C.既不是微观粒子,也不是宏观物质 D.碳纳米材料中的石墨烯、富勒烯(C60)互为同素异形体 6.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。如将单质铜制成“纳米铜”时,“纳米铜”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 7.下列说法符合科学性的是 (　　) A.某厂生产的食盐对人体有益,它是纳米材料,易吸收、易消化 B.某厂生产的食盐,处于液晶状态,是你日常生活中不可缺少的物质,它是非常纯净的非晶体 C.金的常规熔点约为1 064 ℃,而制成2 nm的金的熔点只有327 ℃左右,所以纳米金属于分子晶体 D.液晶是一种具有晶体性质的特殊物质,可用于制造显示器 8.(2025·山东东营高二检测)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 9.冠醚是由多个二元醇分子之间脱水形成的环状化合物。 18⁃冠⁃6可用作相转移催化剂,其与K+形成的螯合离子结构如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.该冠醚(18⁃冠⁃6)属于超分子 B.该冠醚(18⁃冠⁃6)也可以与其他碱金属阳离子作用,如Li+ C.该螯合离子中碳原子与氧原子具有相同的杂化类型 D.该螯合离子中极性键与非极性键的个数比为6∶1 10.碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,直径低于10 nm。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成,在碳核表面含有多个不同的含氧官能团,例如羟基、羧基等。下列说法错误的是 (　　) A.由碳量子点形成的溶液具有丁达尔效应 B.碳量子点直径比碳原子大 C.碳量子点在水中具有优异的溶解性 D.碳量子点与金刚石属于同素异形体 二、非选择题 11.(8分)纳米技术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纳米等于　　　　米。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)世界上最小的马达是分子马达,只有千万分之一个蚊子那么大,如图所示,这种分子马达将来可用于消除体内垃圾。 ①上图是这种分子马达的　　　　(填字母)。  a.结构式 　b.晶胞 c.比例模型(或填充模型) 　d.球棍模型 ②在这种分子马达中,构成环状结构的是　　　元素的原子,这种原子在1个分子马达中共有　　　　个。  12.(11分)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⁃甲酸丁酯吡啶分子及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位于第5周期ⅥB族,基态原子核外电子排布与Cr相似,则基态Mo原子的价电子排布为　　　　　　;核外未成对电子数为　　　　。  (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)配体CO中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,从结构与性质的关系角度解释C60的熔点远低于金刚石的原因 　　。  13.(10分)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金属离子作用。 (1)Li+的体积与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)。 ①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为　　　　。  ②W中Li+与孤电子对之间的作用属于　　　　(填字母)。  A.离子键　B.共价键　C.配位键　D.氢键　 E.以上都不是 (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。若烯烃中溶入冠醚Z,氧化效果明显提升。 ①水分子中键角　　　　(填“>”“<”或“=”)109°28'。  ②已知:冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。 加入冠醚Z后,烯烃的氧化效果明显提升的原因是 　。  课时跟踪检测(二十四) 1.A 2.选D　液晶具有各向异性,根据题意其具有弹性,故A正确;液晶具有各向异性,可在热、电、光、磁等的刺激下发生形变从而驱动,故B正确;液晶弹性体可以恢复到原来的形状即具有形状记忆功能,故C正确;液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,固体SiO2有晶体和非晶体之分,故D错误。 3.选B　蛋白质的变性属于化学变化,纳米银离子的聚集属于物理变化,故B不正确。 4.选D　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。纳米颗粒内部是长程有序的晶体结构,界面则是无序结构,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。 5.选B　纳米材料是短程有序而长程无序的一种结构状态,A正确;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,故B错误;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,C正确;石墨烯、富勒烯(C60)互为同素异形体,D正确。 6.选C　“纳米铜”因其表面积大,所以化学反应速率大,但基本化学性质没有改变。 7.选D　食盐是晶体,不是纳米材料,也不是液晶,故A、B错误;纳米材料不同于一般的晶体,纳米金不是分子晶体,C错误。 8.选B　超分子内部分子之间通过非共价键相结合,故B项错误。 9.选C　冠醚与碱金属离子形成的配合物属于超分子,A错误;冠醚是皇冠状分子,有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,B错误;该螯合离子中C、O原子价电子对数都是4,所以C、O原子都采用sp3杂化,杂化类型相同,C正确;该螯合离子中存在的极性键有C—H、C—O、O—K键,非极性键为C—C键,含有极性键为24个C—H极性键、12个C—O极性键6个O—K极性键,非极性键为6个,所以极性键与非极性键的个数比为42∶6=7∶1,D错误。 10.选D　碳量子点是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料,与胶粒直径吻合,由碳量子点形成的溶液属于胶体,胶体具有丁达尔效应,A正确;碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成,其直径比碳原子大,B正确;碳量子点表面上存在多个羟基、羧基等亲水性的官能团,故在水中具有优异的溶解性,C正确;碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成,在碳核表面含有不同的含氧官能团,例如羟基、羧基等,不是碳单质,与金刚石不属于同素异形体,D错误。 11.(1)长度　10-9　胶体　(2)①d　②碳　30 12.解析:(1)基态Cr原子的价电子排布为3d54s1,而Mo与Cr同族,但周期数比Cr的大1,因而基态Mo原子的价电子排布为4d55s1,核外未成对电子数为6。(2)该超分子的结构中有双键,说明该超分子中有σ键和π键,分子中不存在离子键,根据题给信息可知分子中有配位键,因而选A、B。(3)CO做配体时C做配位原子,因为O提供孤电子对给C,C变成负电子重心,有提供电子对形成配位键的能力;p⁃甲酸丁酯吡啶中酯基中C原子的杂化方式为sp2,在丁基中C原子形成四个单键,其杂化方式为sp3。 (4)F元素的电负性强于H元素,对成键电子的吸引能力强于H元素,使共用电子对偏向F元素,氧氢键较易断裂,因此CF3COOH的酸性强于CH3COOH。 (5)根据晶体类型不同,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元素的电负性强于H元素,对成键电子的吸引能力强于H元素,使共用电子对偏向F,氧氢键较易断裂 (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,所需的能量高,分子晶体熔化时破坏分子间作用力,所需的能量低 13.解析:(1)①基态锂离子核外只有1s能级上有电子,为K层上的电子,所以其电子层符号为K。②Li+提供空轨道、O原子提供孤电子对,二者形成配位键。(2)冠醚Y空腔较大,Li+半径较小,导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键,所以得不到稳定结构。(3)①水分子中氧原子的价电子对数是4,根据价电子对互斥理论判断水分子价电子对空间结构为四面体形。由于水分子中O原子含有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力较强,导致水分子中键角小于109°28'。②根据相似相溶原理知,冠醚Z可溶于烯烃,加入冠醚Z中的K+因静电作用将Mn带入烯烃中,增大反应物的接触面积,提高了氧化效果。 答案:(1)①K　②C (2)Li+半径比Y的空腔小很多,不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构　 (3)①<　②冠醚Z可溶于烯烃,加入冠醚Z中的K+因静电作用将Mn带入烯烃中,增大反应物的接触面积,提高了氧化效果 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $