PAGEPAGE6第3節液晶、納米材料與超分子課后篇素養形成夯實基礎輕松達標1.電子手表、電子計算器、電腦顯示器都運用了液晶材料顯示圖像和文字。有關其顯示原理的敘述中,正確的是()A.施加電場時,液晶分子沿垂直于電場方向排列B.移去電場后,液晶分子復原到原來狀態C.施加電場后,液晶分子復原到原來狀態D.移去電場后,液晶分子沿電場方向排列答案B解析液晶的顯示原理為施加電場時,液晶分子沿電場方向排列;移去電場后,液晶分子復原到原來狀態。2.(2024山東淄博試驗中學高二檢測)納米是長度單位,1nm=1×10-9m,物質的顆粒達到納米級時,具有特別的性質。如將單質銅制成“納米銅”時,“納米銅”具有特別強的化學活性,在空氣中可以燃燒。下列對“納米銅”的有關敘述中正確的是()A.常溫下,“納米銅”比銅片的金屬性強B.常溫下,“納米銅”比銅片更易失去電子C.常溫下,“納米銅”與銅片的還原性相同D.常溫下,“納米銅”比銅片的氧化性強答案C解析“納米銅”因其表面積大,所以化學反應速率大,但基本化學性質沒有變更。3.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.晶體具有固定的熔、沸點,而非晶體沒有固定熔、沸點答案D解析食鹽粉末由多數晶體顆粒組成,屬于晶體;液晶是一種單獨的物質聚集狀態,不是液體與晶體的混合物;納米材料由直徑為幾或幾十納米的顆粒和顆粒間的界面兩部分組成。4.下列說法符合科學性的是()A.某廠生產的食鹽有益人體健康,它是納米材料,易汲取、易消化B.某廠生產的食鹽,處于液晶狀態,是日常生活中不行缺少的物質,它是特別純凈的非晶體C.金的熔點為1064℃,而制成2nm尺寸的金的熔點僅為327℃左右,所以納米金屬于分子晶體D.液晶在確定溫度范圍內為液體狀態,是一種具有晶體性質的特別物質,可用于制造顯示器答案D解析食鹽處于晶體狀態,而不是處于液晶狀態,也不是納米材料,A、B錯誤。納米材料不同于一般的晶體、非晶體,C錯誤。5.(2024山東濟南歷城其次中學高二檢測)下列關于物質聚集狀態的敘述錯誤的是()A.物質只有氣、液、固三種聚集狀態B.氣態是高度無序的體系存在狀態C.固態中的原子或者分子結合的較緊湊,相對運動較弱D.液態物質的微粒間距離和作用力的強弱介于固、氣兩態之間,表現出明顯的流淌性答案A解析物質除氣、液、固三種聚集狀態以外,還有其他的聚集狀態,如液晶、納米材料、超分子。6.下列關于物質聚集狀態應用的描述錯誤的是()A.晶體和非晶體均呈固態B.晶體合金的硬度和強度均比非晶體合金的硬度和強度高C.液晶可用于各種顯示儀器上D.化妝品中加入納米顆粒可使其具備防紫外線的功能答案B解析某些非晶體合金的硬度和強度比晶體合金的硬度和強度高。7.下列關于納米技術的敘述不正確的是()A.將“納米材料”勻稱分散到液體分散劑中可制得液溶膠B.用納米級金屬顆粒粉劑作催化劑可增大化學反應速率,提高反應物的平衡轉化率C.用納米顆粒粉劑做成火箭的固體燃料將有更大的推動力D.銀器能抑菌、殺菌,將納米銀微粒植入內衣織物中,有奇異的抑菌、殺菌效果答案B解析納米材料顆粒的直徑在1~100nm之內,與膠體粒子直徑范圍相同,A正確;催化劑可增大化學反應的速率,但不能使化學平衡發生移動,B不正確;與塊狀固體相比,納米顆粒直徑小,表面積大,因而發生化學反應的速率大,所以短時間內可產生更大推動力,C正確;銀為重金屬,重金屬微粒可使蛋白質變性,故有抑菌、殺菌作用,D正確。提升實力跨越等級1.液晶廣泛用于電子儀表產品等,MBBA是一種探討較多的液晶材料,其化學式為C18H21NO,下列有關說法正確的是()A.MBBA屬于有機高分子化合物B.MBBA由碳、氫、氧、氮四種元素組成C.MBBA中碳、氫、氧、氮的原子個數比為18∶21∶2∶1D.MBBA中含有一氧化氮分子答案B解析A項,有機高分子化合物是由一類相對分子質量很大的分子聚集而成,一般無固定的化學式,錯誤;B項,此物質由碳、氫、氧、氮四種元素組成,正確;C項,由MBBA的化學式可知,碳、氫、氧、氮的原子個數比為18∶21∶1∶1,錯誤;D項,MBBA是由C18H21NO分子構成的化合物,不含NO分子,錯誤。2.(2024山東東營一中高二檢測)2024年諾貝爾化學獎授予在合成分子機器領域做出貢獻的三位科學家。分子機器是一種特別的超分子體系,當體系受到外在刺激(如pH變更、汲取光子、電子得失等)時,分子組分間原有作用被破壞,各組分間發生類似于機械運動的某種熱運動。下列說法不正確的是()A.驅動分子機器時,須要對體系輸入確定的能量B.分子狀態的變更會伴隨能量變更,屬于化學變更C.氧化還原反應有可能是刺激分子機器體系的因素之一D.光照有可能使分子產生類似于機械運動的某種熱運動答案B解析分子狀態的變更沒有發生化學變更,故B項錯誤。3.21世紀的新領域納米技術正日益受到各國科學家的關注,請據圖回答下列問題:(1)納米是單位,1nm等于m。納米科學與技術是探討結構尺寸在1~100nm范圍內材料的性質與應用。它與的分散質粒子大小一樣。

(2)世界上最小的馬達只有千萬分之一個蚊子那么大,如圖,這種分子馬達將來可用于消退體內垃圾。①該圖是馬達分子的。

②該分子中含有的組成環的原子是元素的原子,分子中共有個該原子。

答案(1)長度10-9膠體(2)①球棍模型②碳30解析依據題給信息,分子馬達可用于消退體內垃圾,應是含碳物質,再依據圖中“”所表示原子的成鍵特點,進一步確定組成環的原子是碳原子。4.(1)(CH3)3NH+和[AlCl4]-可形成離子液體。離子液體由陰、陽離子構成,熔點低于100℃,其揮發性一般比有機溶劑(填“強”或“弱”),可用作(填代號)。

a.助燃劑 b.“綠色”溶劑c.復合材料 d.絕熱材料(2)在納米級的空間中,水的結冰溫度是怎樣的呢?為此,科學家對不同直徑碳納米管中水的結冰溫度進行分析。下圖是四種不同直徑碳納米管中的冰柱結構及結冰溫度,冰柱的大小取決于碳納米管的直徑。水在碳納米管中結冰的規律是。

答案(1)弱b(2)碳納米管直徑越大,水的結冰溫度越低解析(1)由(CH3)3NH+和[AlCl4]-形成的離子液體,陰、陽離子間的作用力確定大于有機溶劑分子間的范德華力,因此其揮發性一般比有機溶劑弱。(2)由題圖可知,隨著碳納米管直徑的增大,水的結冰溫度依次為27℃、7℃、-53℃、-83℃,即碳納米管直徑越大,水的結冰溫度越低。貼近生活拓展創新納米技術制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應用到社會生活和高科技領域。(1)A和B的單質單位質量放出的熱量大,可用作燃料。已知A和B為短周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540某同學依據上述信息,推斷B的軌道表示式如下圖所示:①該同學所畫的軌道表示式違反了。

②依據價電子對互斥理論,預料A和氯元素形成的簡潔分子空間構型為。

(2)氫氣作為一種清潔能源,必需解決它的儲存問題,C60可用作儲氫材料。①已知金剛石中C—C鍵的鍵長為154.45pm,C60中C—C鍵的鍵長為140~145pm,有同學據此認為C60的熔點高于金剛石,你認為是否正確并闡述理由:

。

②科學家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物,其晶胞如圖所示,該物質在低溫時是一種超導體。該物質中K原子和C60分子的個數比為。

③繼C60后,科學家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子電負性由大到小的依次是。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵,且每個硅原子最外層都滿意8電子穩定結構,則一個Si60分子中π鍵的數目為。

答案(1)①能量最低原理②直線形(2)①不正確,C60的熔點應當低于金剛石。因為C60屬于分子晶體,而金剛石是共價晶體②3∶1③N>C>Si30解析(1)①依據兩原子的第一至第四電離能的變更可以推斷出A為鈹,B為鎂,鎂原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2,可見題給軌道表示式的電子排布違反了能量最低原理;②氯化鈹分子中鈹原子只形成2個共價鍵,依據價電子對互斥理論,其分子的空間構型應當是直線形。(2)①C60的熔點應當低于金剛石,因為C60屬于分子晶體,分子間只存在范德華力,而金剛石是共價晶體,原子間以堅固的共價鍵結合。②依據所給晶胞,可以計算出屬于該晶胞的K原子數和C60分子數分別為6、2,因此該物質中K原子和C60分子的個數比為3∶1。③依據C、Si、N原子