第第頁第三節(jié)液晶、納米材料與超分子練習(xí)題學(xué)校:___________姓名：___________班級(jí)：___________考號(hào)：___________一、單選題1．液晶最重要的用途是制造液晶顯示器。下列關(guān)于液晶的說法中，正確的是A．液晶是一種液態(tài)的晶體 B．所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶C．施加電場時(shí)，液晶分子平行于電場方向排列 D．移去電場后，液晶分子相互平行排列【答案】C【解析】A．液晶是介于液態(tài)和晶態(tài)之間的物質(zhì)狀態(tài)，既具有液體的流動(dòng)性、黏度、形變性等，又具有晶體的某些物理性質(zhì)，如表現(xiàn)出類似晶體的各向異性等，不是液態(tài)晶體，A錯(cuò)誤；B．液晶是在一定的溫度范圍內(nèi)既具有液體的可流動(dòng)性，又具有晶體的各向異性的特殊物質(zhì)，并不是所有物質(zhì)都能成為液晶，B錯(cuò)誤；C．施加電場時(shí)，液晶分子能夠沿電場方向排列，而在移去電場之后，液晶分子又恢復(fù)到原來的狀態(tài)，C正確；D．施加電場時(shí)，液晶分子能夠沿電場方向排列，而在移去電場之后，液晶分子又恢復(fù)到原來的狀態(tài)，D錯(cuò)誤；故選C。2．下列敘述正確的是A．食鹽粉末為非晶體B．液體與晶體混合物叫液晶C．最大維度處于納米尺度的材料叫納米材料D．等離子體的外觀為氣態(tài)【答案】D【解析】A．實(shí)驗(yàn)粉末仍是由無數(shù)晶體顆粒構(gòu)成，A錯(cuò)誤；B．液晶是指外觀為液態(tài)但具有晶體性質(zhì)的物質(zhì)，B錯(cuò)誤；C．納米材料指三維空間尺寸至少有一維處于納米尺度、具有特定功能的材料，C錯(cuò)誤；D．等離子體是物質(zhì)在氣態(tài)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步形成的氣態(tài)微粒聚集體，D正確。故選D。3．下列說法錯(cuò)誤的是A．測(cè)定某一固體是否是晶體可用X射線衍射儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B．在沸水中配制明礬飽和溶液，然后快速冷卻，可得到較大顆粒明礬晶體C．利用超分子的分子識(shí)別特征，可用冠醚識(shí)別鉀離子D．晶體和石英晶體中的化學(xué)鍵類型相同，但熔化時(shí)需克服微粒間的作用力類型不同【答案】B【解析】A．通過對(duì)材料進(jìn)行X射線衍射，分析其衍射圖譜，獲得材料的成分、材料內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)或形態(tài)等信息，X射線衍射可以測(cè)定某一固體是否是晶體，A正確；B．溫度降低的時(shí)候，飽和度也會(huì)降低，明礬會(huì)吸附在小晶核上，所以要得到較大顆粒的明礬晶體，配制比室溫高10～20℃明礬飽和溶液然后浸入懸掛的明礬小晶核，靜置過夜；急速冷卻，可得到較小顆粒明礬晶體，故B錯(cuò)誤；C．超分子具有分子識(shí)別和自組裝的特征，利用超分子的分子識(shí)別特征，可用冠醚識(shí)別鉀離子，故C正確；D．晶體和石英晶體中的化學(xué)鍵類型相同，但前者是分子晶體、后者為共價(jià)晶體，故熔化時(shí)前者克服分子間作用力、后者克服共價(jià)鍵，故需克服微粒間的作用力類型不同，故D正確；答案選B。4．下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)的敘述，錯(cuò)誤的是A．超分子內(nèi)部分子之間通過非共價(jià)鍵結(jié)合B．非晶體基本構(gòu)成微粒的排列是長程無序和短程有序C．液晶內(nèi)部分子沿分子長軸方向有序排列，使液晶具有各向異性D．納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分，兩部分的排列都是長程有序【答案】D【解析】納米材料由直徑為幾個(gè)或幾十個(gè)納米的顆粒和顆粒間的界面兩部分組成。納米顆粒內(nèi)部是長程有序的晶體結(jié)構(gòu)，界面則是無序結(jié)構(gòu)。5．冠醚能與堿金屬離子作用，并隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子作用。12-冠-4與K+作用而不與Na+、Li+作用；18-冠-6與K+作用(如圖)，但不與Li+或Na+作用。下列說法正確的是A．18-冠-6與K+作用，不與Li+或Na+作用，這反映了超分子的“自組裝”的特征B．18-冠-6中O原子與K+間存在離子鍵C．18-冠-6中C和O的雜化軌道類型不同D．冠醚能與堿金屬離子形成的晶體屬于離子晶體【答案】D【解析】A．18-冠-6與K+作用，不與Li+或Na+作用，這反映了超分子的“分子識(shí)別”的特征，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；B．離子鍵是由陰、陽離子間形成的，18-冠-6為分子，分子中的O以O(shè)原子形式存在，所以18-冠-6中O原子與K+間不存在離子鍵，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；C．18-冠-6中C和O的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4，雜化軌道類型均為sp3雜化，雜化軌道類型相同，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．冠醚能與堿金屬離子形成晶體，堿金屬離子是陽離子，故所得到的晶體里還有陰離子，則冠醚能與堿金屬離子形成的晶體屬于離子晶體，D選項(xiàng)正確；答案選D。6．科學(xué)研究表示，物質(zhì)有多種聚集狀態(tài)。下列描述錯(cuò)誤的是A．冠醚可以作為高錳酸鉀氧化烯烴的催化劑B．液晶顯示功能與液晶材料內(nèi)部分子的排列密切相關(guān)C．X射線衍射實(shí)驗(yàn)不能測(cè)定晶體的原子坐標(biāo)D．納米材料之一石墨烯可作為新型電源的電極材料【答案】C【解析】A．冠醚是分子中含有多個(gè)-OCH2CH2-結(jié)構(gòu)單元的大環(huán)多醚，與高錳酸鉀不反應(yīng)，可作為高錳酸鉀氧化烯烴的催化劑，A正確；B．液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，液晶顯示功能與液晶材料內(nèi)部分子的排列密切相關(guān)，B正確；C．晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)可以用于鍵長、鍵角和晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定，能測(cè)定晶體的原子坐標(biāo)，C錯(cuò)誤；D．石墨烯是由碳元素形成的單質(zhì)，具有良好的導(dǎo)電性，可作為新型電源的電極材料，D正確；故選：C。7．下列有關(guān)超分子的說法錯(cuò)誤的是A．超分子是由兩種或多種分子形成的聚集體B．分子形成超分子的作用可能是分子間作用力C．超分子具有分子識(shí)別的特性D．分子以共價(jià)鍵聚合形成超分子【答案】D【解析】A．超分子是由兩個(gè)或多個(gè)分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體，A正確；B．超分子內(nèi)部分子之間可以通過氫鍵、靜電作用等分子間作用力結(jié)合在一起，B正確；C．分子識(shí)別和自組裝是超分子形成的兩個(gè)重要方面，C正確；D．超分子內(nèi)部分子之間通過非共價(jià)鍵相結(jié)合，可以通過氫鍵、靜電作用、堆積作用等結(jié)合在一起，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為D。8．下列說法錯(cuò)誤的是A．納米顆粒界面通常為無序結(jié)構(gòu)，但內(nèi)部具有晶狀結(jié)構(gòu)B．利用紅外光譜實(shí)驗(yàn)可確定青蒿素分子中含有的部分基團(tuán)C．超分子內(nèi)部分子之間通過氫鍵、弱配位鍵等相結(jié)合D．電子表液晶顯示器在施加電場時(shí)，液晶分子沿垂直于電場方向排列【答案】D【解析】A．納米顆粒是長程有序的晶狀結(jié)構(gòu)，界面卻是長程無序和短程無序的結(jié)構(gòu)，所以納米顆粒界面通常為無序結(jié)構(gòu)，但內(nèi)部具有晶狀結(jié)構(gòu)，故A正確；B．在有機(jī)物分子中，組成化學(xué)鍵或官能團(tuán)的原子處于不斷振動(dòng)的狀態(tài)，其振動(dòng)頻率與紅外光的振動(dòng)頻率相當(dāng)，利用紅外光譜實(shí)驗(yàn)可確定青蒿素分子中含有的部分基團(tuán)，故B正確；C．超分子內(nèi)部分子之間通過氫鍵、弱配位鍵等相結(jié)合，故C正確；D．電子表液晶顯示器在施加電場時(shí)，液晶分子沿電場方向排列，移去電場后，液晶分子無序排列，故D錯(cuò)誤；故選D。9．利用“杯酚”從和的混合物中純化的過程如圖所示。

關(guān)于上述過程及涉及的物質(zhì)的說法不正確的是（

）A．和“杯酚”之間的相互作用是鍵B．和被“杯酚”識(shí)別是利用了二者的分子體積大小不同C．“杯酚”分子內(nèi)官能團(tuán)之間通過氫鍵作用形成“杯底”D．若“杯酚”中氧原子數(shù)目為n，則“杯酚”的分子式可表示為【答案】A【解析】A．由圖可知，和“杯酚”之間的相互作用是分子間作用力，故A錯(cuò)誤；B．“杯酚”的空腔大小只適配C60，和被“杯酚”識(shí)別是利用了二者的分子體積大小不同，故B正確；C．“杯酚”分子內(nèi)含有多個(gè)羥基，可形成分子內(nèi)氫鍵，從而形成“杯底”，故C正確；D．由“杯酚”的結(jié)構(gòu)簡式可知，其中C、H、O原子個(gè)數(shù)比為14:14:1，若“杯酚”中氧原子數(shù)目為n，則“杯酚”的分子式可表示為，故D正確；故選A。10．下列說法不正確的是A．晶體具有固定的熔、沸點(diǎn)，而非晶體沒有固定的熔、沸點(diǎn)B．晶體與非晶體具有相同的性質(zhì)C．部分電子表、電腦的顯示器是由液晶材料制成的D．等離子體是一種很好的導(dǎo)電體，在信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景【答案】B【解析】A．晶體有固定的熔點(diǎn)，自范性、各向異性，非晶體無固定的熔點(diǎn)，故A正確；B．晶體與非晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，故表現(xiàn)的性質(zhì)不同，故B錯(cuò)誤；C．部分電子表、電腦的顯示器是由液晶材料制成的，需要的驅(qū)動(dòng)電壓很低，故C正確；D．等離子體是一種很好的導(dǎo)電體，在信息產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景，等離子體技術(shù)在新能源行業(yè)、聚合物薄膜、材料防腐蝕等方面前景可觀，故D正確；故選B。11．我國藥學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)植物黃花蒿莖葉中含抗瘧疾的物質(zhì)——青蒿素而榮獲2015年諾貝爾獎(jiǎng)?？茖W(xué)家對(duì)青蒿素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改良，合成藥效更佳的雙氫青蒿素、蒿甲醚。下列說法錯(cuò)誤的是A．利用黃花蒿莖葉研究青蒿素結(jié)構(gòu)的基本步驟：分離、提純→元素分析確定實(shí)驗(yàn)式→測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量確定分子式→波譜分析確定結(jié)構(gòu)式B．可用X射線衍射測(cè)定上述分子的空間結(jié)構(gòu)C．元素分析儀可以確定青蒿素中是否含有C、H、O等元素D．可用質(zhì)譜法確定分子中含有何種官能團(tuán)的信息【答案】D【解析】根據(jù)有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)確定方法進(jìn)行判斷?！窘馕觥緼．研究有機(jī)物一般步驟：分離、提純→確定實(shí)驗(yàn)式→確定分子式→確定結(jié)構(gòu)式，根據(jù)元素定量分析確定實(shí)驗(yàn)式、再測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量確定分子式，最后通過波譜分析確定結(jié)構(gòu)式，故A正確；B．分子的空間結(jié)構(gòu)可用X射線衍射測(cè)定，故B正確；C．利用元素分析儀可以確定青蒿素中是否含有C、H、O等元素，故C正確；D．質(zhì)譜法可以確定有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量，紅外光譜用來確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)中存在的基團(tuán)，即確定分子中化學(xué)鍵和官能團(tuán)的信息，故D錯(cuò)誤。故選答案D。二、填空題12．超分子概念：若兩個(gè)或多個(gè)分子相互“組合”在一起形成具有和的聚集體，能表現(xiàn)出不同于單個(gè)分子的性質(zhì)，可以把這種聚集體看成分子層次之上的分子，稱為超分子?！敬鸢浮刻囟ńY(jié)構(gòu)特定功能【解析】略13．液晶性質(zhì)及用途：晶的顯示功能與液晶相關(guān)。在施加電壓時(shí)，液晶分子排列，而移去電場后，液晶分子又狀態(tài)，所以液晶具有顯示功能。故液晶可以制造電子手表、計(jì)算器、數(shù)字儀表、計(jì)算機(jī)顯示器、電視顯示屏等器材?！敬鸢浮坎牧蟽?nèi)部分子的排列能夠沿電場方向恢復(fù)到原來的【解析】略14．液晶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：液晶內(nèi)部分子的排列沿分子長軸方向呈現(xiàn)出，所以液晶在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等宏觀性質(zhì)方面表現(xiàn)出類似晶體的。【答案】有序排列各向異性【解析】略15．21世紀(jì)的新領(lǐng)域納米技術(shù)正日益受到各國科學(xué)家的關(guān)注，請(qǐng)回答下列問題：（1）納米是單位，1nm等于m。納米科學(xué)與技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1～100nm范圍內(nèi)材料的性質(zhì)與應(yīng)用。它與分散質(zhì)的粒子大小一樣。（2）世界上最小的馬達(dá)，只有千萬分之一個(gè)蚊子那么大，如圖，這種分子馬達(dá)將來可用于消除體內(nèi)垃圾。

①該圖是馬達(dá)分子的。②該分子中含有的組成環(huán)的原子是元素的原子，分子中共有個(gè)該原子?！敬鸢浮浚?）長度10-9膠體（2）球棍模型碳(C)30【解析】（1）納米是長度單位；1nm等于10-9m；納米科學(xué)與技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1～100nm范圍內(nèi)材料的性質(zhì)與應(yīng)用，它與膠體分散質(zhì)的粒子大小一樣；故答案為：長度；10-9；膠體。（2）根據(jù)模型可知，應(yīng)該是球棍模型；分子馬達(dá)可用于消除體內(nèi)垃圾，應(yīng)是含碳物質(zhì)，再根據(jù)球棍模型可知，該混合物是碳?xì)湓亟M成，其中黑球表示碳元素，白球表示氫元素，該分子中組成環(huán)的原子是碳元素的原子，該分子中共有30個(gè)該原子；故答案為：球棍模型；碳(C)；30。16．納米材料是指在1nm到100nm尺寸的材料，這種材料由于尺寸很小，因而具有許多與傳統(tǒng)材料截然不同的性質(zhì)，例如通常的金屬材料大多是銀白色光澤的，而納米金屬材料卻是黑色的。據(jù)推測(cè)，納米材料和納米技術(shù)會(huì)引起生產(chǎn)和日常生活各方面的革命性的變化，是21世紀(jì)新技術(shù)發(fā)展的前沿。請(qǐng)回答下列問題：（1）1納米(1nm)是_______。A．1×10-7m B．1×10-8m C．1×10-9m D．1×10-10m（2）原子的直徑處于下列哪一種數(shù)量級(jí)_______。A．1×10-8m B．1×10-9m C．1×10-10m D．1×10-11m（3）納米材料具有特殊性質(zhì)的原因之一是由于它具有很大的表面積，即相同體積的納米材料比一般材料的表面積大很多。所以處于表面的原子數(shù)目很多，其化學(xué)性質(zhì)應(yīng)(填“很活潑”“較活潑”或“不活潑”)。（4）在納米級(jí)的空間中，水的結(jié)冰溫度是怎樣的呢？為此，科學(xué)家對(duì)不同直徑碳納米管中水的結(jié)冰溫度進(jìn)行分析。下圖是四種不同直徑碳納米管中的冰柱結(jié)構(gòu)及結(jié)冰溫度，冰柱的大小取決于碳納米管的直徑。水在碳納米管中結(jié)冰的規(guī)律是。

【答案】（1）C（2）C（3）很活潑（4）碳納米管直徑越大，結(jié)冰溫度越低【解析】（1）1納米(1nm)是1×10-9m。（2）原子的直徑處于1×10-10m。（3）納米材料比一般材料的表面積大很多。所以處于表面的原子數(shù)目很多，其化學(xué)性質(zhì)應(yīng)很活潑。（4）由題圖可知，隨著碳納米管直徑增大，結(jié)冰溫度依次為27℃、7℃、-53℃、-83℃，即碳納米管直徑越大，結(jié)冰溫度越低。17．超分子化學(xué)已逐漸擴(kuò)展到化學(xué)的各個(gè)分支，還擴(kuò)展到生命科學(xué)和物理學(xué)等領(lǐng)域。由將2個(gè)分子、2個(gè)甲酸丁酯吡啶分子及2個(gè)分子利用配位鍵自組裝的超分子結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）位于第5周期ⅥB族，基態(tài)原子核外電子排布與相似，則基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為；核外未成對(duì)電子數(shù)為。（2）該超分子中存在的化學(xué)鍵類型有(填字母)。A．鍵B．π鍵C．離子鍵D．氫鍵（3）配體中提供孤電子對(duì)的原子是(填元素符號(hào))；甲酸丁酯吡啶配體中C原子的雜化方式有。（4）從電負(fù)性角度解釋的酸性強(qiáng)于的。（5）與金剛石互為同素異形體，從結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系角度解釋的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石的原因?！敬鸢浮?ABC和F的電負(fù)性強(qiáng)于H，對(duì)成鍵電子的吸引能力強(qiáng)于H，使共用電子對(duì)偏向F，氧氫鍵較易斷裂是分子晶體，金剛石是共價(jià)晶體，共價(jià)晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵所需的能量遠(yuǎn)高于分子晶體熔化時(shí)破壞分子間作用力所需的能量【解析】（1）基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為，而與同族，但周期數(shù)比的大1，因而基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為，核外未成對(duì)電子數(shù)為6。故答案為：4d55s1；6。（2）該超分子的結(jié)構(gòu)中有雙鍵，說明該超分子中有鍵和π鍵，分子中不存在離子鍵，根據(jù)題給信息可知分子中有配位鍵，因而選AB。故答案為：AB。（3）做配體時(shí)C做配位原子，因?yàn)镺提供孤電子對(duì)給C，C變成富電子中心，有提供電子對(duì)形成配位鍵的能力；甲酸丁酯吡啶中酯基中C原子的雜化方式為，在丁基中C原子形成四個(gè)單鍵，其雜化方式為。故答案為：C；sp2和sp3。（4）F的電負(fù)性強(qiáng)于H，對(duì)成鍵電子的吸引能力強(qiáng)于H，使共用電子對(duì)偏向F，氧氫鍵較易斷裂，因此的酸性強(qiáng)于。故答案為：F的電負(fù)性強(qiáng)于H，對(duì)成鍵電子的吸引能力強(qiáng)于H，使共用電子對(duì)偏向F，氧氫鍵較易斷裂。（5）根據(jù)晶體類型不同，性質(zhì)不同來解釋：是分子晶體，金剛石是共價(jià)晶體，共價(jià)晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵所需的能量遠(yuǎn)高于分子晶體熔化時(shí)破壞分子間作用力所需的能量。故答案為：C60是分子晶體，金剛石是共價(jià)晶體，共價(jià)晶體熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵所需的能量遠(yuǎn)高于分子晶體熔化時(shí)破壞分子間作用力所需的能量18．2015年10月，我國著名藥學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)治療瘧疾新藥青蒿素和雙氫青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，成為首位獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的中國女科學(xué)家，震驚了世界，感動(dòng)了中國。青蒿素(C15H22O5)的結(jié)構(gòu)如圖甲所示。請(qǐng)回答下列問題：（1）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，通過如圖所示反應(yīng)制得的雙氫青蒿素比青蒿素水溶性好，所以治療瘧疾的效果更好。下列推測(cè)正確的是。A．青蒿素分子中碳原子采用sp3雜化B．質(zhì)譜或核磁共振氫譜都可以鑒別青蒿素和雙氫青蒿素C．利用青蒿研究青蒿素結(jié)構(gòu)的基本步驟：元素分析確定實(shí)驗(yàn)式→測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量確定分子式→波譜分析確定結(jié)構(gòu)式D．雙氫青蒿素比青蒿素水溶性好的原因?yàn)镺—H鍵是極性鍵而C=O鍵是非極性鍵（2）組成青蒿素的三種元素電負(fù)性由大到小的順序是；在基態(tài)O原子中，核外存在對(duì)自旋狀態(tài)相反的電子。（3）下列關(guān)于青蒿素的說法正確的是。a.青蒿素中既存在極性鍵又存在非極性鍵b.在青蒿素分子中，所有碳原子均處于同一平面c.圖中數(shù)字標(biāo)記的五個(gè)碳原子均只以σ鍵與其他原子成鍵（4）在確定青蒿素結(jié)構(gòu)的過程中，可采用硼氫化鈉(NaBH4)作為還原劑，其制備方法為4NaH+B(OCH3)3=NaBH4+3CH3ONa。①NaH為晶體，圖乙是NaH的晶胞結(jié)構(gòu)，若晶胞棱長為a，則Na原子間最小核間距為。②B(OCH3)3中B采用的雜化類型是。寫出一種與B(OCH3)3具有相同空間結(jié)構(gòu)的分子或離子：。③NaBH4結(jié)構(gòu)如圖丙所示，其中存在的化學(xué)鍵有。NaBH4是有機(jī)化學(xué)中的一種常用還原劑，其在熱水中水解生成偏硼酸鈉和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（5）硼(B)及其化合物在化學(xué)中有重要的地位。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K時(shí)具有超導(dǎo)性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼交替排列。圖丁是該晶體微觀結(jié)構(gòu)中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。根據(jù)圖象確定硼化鎂的化學(xué)式為。【答案】BO>C>H3a離子asp2SO3(或CO)離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑MgB2【解析】（1）A．青蒿素分子中的碳原子有2種，其中酯