高中化学选择性必修2第3章 第3节液晶、纳米材料与超分子【xm】
一、液晶
1．下列有关液晶的叙述中错误的是（ ）
A．具有液体的流动性和晶体的各向异性
B．可用来制造液晶显示器
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
2．电子表、电子计算器、电脑显示器都运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的状态
C．施加电压时，液晶分子恢复到原来的状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
3．关于液晶的下列说法中正确的是（ ）
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的化学性质与温度变化无关
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
4．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，下列有关说法中正确的是（ ）
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18：21：1；1
D．MBBA中含有一氧化氮分子
二、纳米材料
5．下列关于纳米材料的叙述中正确的是（ ）
A．包括纳米颗粒和颗粒间界面两部分
B．纳米材料属于晶体
C．纳米材料属于非晶体
D．同一种金属元素组成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质
6．纳米材料是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。将纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是（ ）
A．能全部透过半透膜 B．有丁达尔效应
C．所得液体不可以全部透过滤纸 D．所得物质一定是溶液
7．下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中，错误的是（ ）
A．三维空间尺寸必须都处于纳米级
B．既不是微观粒子，也不是宏观物质
C．是原子排列成的纳米数量级原子团
D．是长程无序的一种结构状态
8．纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新型材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1 ~ 100 nm的超细粒子(1 nm=10-9 m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，有关纳米粒子的叙述中错误的是（ ）
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下，纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
三、超分子
9．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+与X的空腔大小相近，恰好能进入到X的环内，且Li+与氧原子的一个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。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。水分子中中心氧原子的杂化轨道的空间结构是 H-O键键角 (填“>“<”或“=”)109°28'。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】液晶
【解析】【解答】在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，这种液体称为液态晶体，简称液晶，A不符合题意；
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不符合题意；
液晶是物质的一种聚集状态，C符合题意。
【分析】液态晶体，简称液晶，在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，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。
2．【答案】B
【知识点】液晶
【解析】【解答】液晶的显示原理为施加电压时，液晶分子沿电场方向排列；移去电场后，液晶分子恢复到原来的状态，B符合题意。
【分析】施加电压时，液晶分子沿电场方向排列，移去电场后，液晶分子恢复到原来的状态。
3．【答案】D
【知识点】液晶
【解析】【解答】液晶的微观结构介于晶体和液体之间，A不符合题意；
虽然液晶分子在特定方向上的排列比较整齐，且具有各向异性，但液晶分子的排列是不稳定的，B不符合题意；
外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，C不符合题意；
温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，D符合题意。
【分析】液态晶体，简称液晶，在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，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。
4．【答案】B,C
【知识点】液晶
【解析】【解答】有机高分子化合物是由一类相对分子质量很大的分子聚合而成的物质，且无固定的化学式，A不符合题意；
MBBA物质由碳、氢、氧、氮四种元素组成，B符合题意；
由MBBA的化学式可知，其分子中碳氢、氧氮的原子个数比为18：21：1：1，C符合题意；
MBBA是由C18H21NO分子构成的化合物，D不符合题意。
【分析】由MBBA的化学式分析即可。
5．【答案】A
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50% ，从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态，A符合题意，B、C不符合题意；
同一种金属元素组成的纳米材料与宏观金属晶体具有差别很大的性质，如金的常规熔点为1064℃，但尺寸在2 nm的纳米金的熔点仅为327℃左右，D不符合题意。
【分析】纳米材料有晶态、非晶态的形式；组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50% ；同一种金属元素组成的纳米材料与宏观金属晶体具有差别很大的性质。
6．【答案】B
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】纳米材料是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，其微粒直径范围和胶体微粒的直径大小一致，故其可能具备胶体的性质，B符合题意。
【分析】纳米材料的微粒直径范围和胶体微粒的直径大小一致，
7．【答案】A
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】纳米材料 的基本构成微粒的尺度只需至少一维处于纳米级即可，A符合题意；
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，B不符合题意；
原子排列成纳米量级的原子团，是组成纳米材料的结构粒子，C不符合题意；
纳米材料是短程有序而长程无序的一种结构状态，D不符合题意。
【分析】纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，一维处于纳米级即可。
8．【答案】A
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】纳米粒子的大小符合胶体粒子的特征，能将其制成胶体，A符合题意；
某些物质达到纳米粒子状态时有奇特的性质，可催化水的分解，B不符合题意；
纳米粒子可开发为新型功能材料，C不符合题意；
纳米粒子半径小，表面活性高，D不符合题意。
【分析】纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，有奇特的性质，可开发为新型功能材料。
9．【答案】（1）K
（2）Li+的离子半径比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；<
【知识点】原子核外电子排布；键能、键长、键角及其应用；判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】(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+半径小于K+，也比Y的空腔小得多，不易与氧原子的孤电子对形成配位键，从而形成稳定结构。
(3)水分子中氧原子的价电子对数为4，采用sp3杂化，含有2个孤电子对，则中心O原子的杂化轨道的空间结构为四面体形。O原子含有2个孤电子对，由于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，水分子中H-O键键角小于正四面体形的键角109°28'。
【分析】(1)锂离子只有1s能级上的2个电子；
(2)Li+半径太于，不易与氧原子的孤电子对形成配位键。
(3)依据价层电子对数确定杂化类型，再依据孤电子对数，确定空间结构；
高中化学选择性必修2第3章 第3节液晶、纳米材料与超分子【xm】
一、液晶
1．下列有关液晶的叙述中错误的是（ ）
A．具有液体的流动性和晶体的各向异性
B．可用来制造液晶显示器
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
【答案】C
【知识点】液晶
【解析】【解答】在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，这种液体称为液态晶体，简称液晶，A不符合题意；
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不符合题意；
液晶是物质的一种聚集状态，C符合题意。
【分析】液态晶体，简称液晶，在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，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。
2．电子表、电子计算器、电脑显示器都运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的状态
C．施加电压时，液晶分子恢复到原来的状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
【答案】B
【知识点】液晶
【解析】【解答】液晶的显示原理为施加电压时，液晶分子沿电场方向排列；移去电场后，液晶分子恢复到原来的状态，B符合题意。
【分析】施加电压时，液晶分子沿电场方向排列，移去电场后，液晶分子恢复到原来的状态。
3．关于液晶的下列说法中正确的是（ ）
A．液晶是一种晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的化学性质与温度变化无关
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
【答案】D
【知识点】液晶
【解析】【解答】液晶的微观结构介于晶体和液体之间，A不符合题意；
虽然液晶分子在特定方向上的排列比较整齐，且具有各向异性，但液晶分子的排列是不稳定的，B不符合题意；
外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，C不符合题意；
温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，D符合题意。
【分析】液态晶体，简称液晶，在一定温度范围内既具有液体的可流动性，在折射率磁化率、电导率等宏观性质方面又表现出类似晶体的各向异性，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。
4．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，下列有关说法中正确的是（ ）
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18：21：1；1
D．MBBA中含有一氧化氮分子
【答案】B,C
【知识点】液晶
【解析】【解答】有机高分子化合物是由一类相对分子质量很大的分子聚合而成的物质，且无固定的化学式，A不符合题意；
MBBA物质由碳、氢、氧、氮四种元素组成，B符合题意；
由MBBA的化学式可知，其分子中碳氢、氧氮的原子个数比为18：21：1：1，C符合题意；
MBBA是由C18H21NO分子构成的化合物，D不符合题意。
【分析】由MBBA的化学式分析即可。
二、纳米材料
5．下列关于纳米材料的叙述中正确的是（ ）
A．包括纳米颗粒和颗粒间界面两部分
B．纳米材料属于晶体
C．纳米材料属于非晶体
D．同一种金属元素组成的纳米材料与宏观金属晶体具有完全等同的性质
【答案】A
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50% ，从而形成与晶态、非晶态均不同的一种新的结构状态，A符合题意，B、C不符合题意；
同一种金属元素组成的纳米材料与宏观金属晶体具有差别很大的性质，如金的常规熔点为1064℃，但尺寸在2 nm的纳米金的熔点仅为327℃左右，D不符合题意。
【分析】纳米材料有晶态、非晶态的形式；组成纳米材料的晶状颗粒内部的有序原子与晶粒界面的无序原子各约占原子总数的50% ；同一种金属元素组成的纳米材料与宏观金属晶体具有差别很大的性质。
6．纳米材料是当今材料科学研究的前沿，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中。将纳米材料分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是（ ）
A．能全部透过半透膜 B．有丁达尔效应
C．所得液体不可以全部透过滤纸 D．所得物质一定是溶液
【答案】B
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】纳米材料是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，其微粒直径范围和胶体微粒的直径大小一致，故其可能具备胶体的性质，B符合题意。
【分析】纳米材料的微粒直径范围和胶体微粒的直径大小一致，
7．下列关于纳米材料基本构成微粒的叙述中，错误的是（ ）
A．三维空间尺寸必须都处于纳米级
B．既不是微观粒子，也不是宏观物质
C．是原子排列成的纳米数量级原子团
D．是长程无序的一种结构状态
【答案】A
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】纳米材料 的基本构成微粒的尺度只需至少一维处于纳米级即可，A符合题意；
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，B不符合题意；
原子排列成纳米量级的原子团，是组成纳米材料的结构粒子，C不符合题意；
纳米材料是短程有序而长程无序的一种结构状态，D不符合题意。
【分析】纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，一维处于纳米级即可。
8．纳米材料是21世纪最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新型材料给予了极大的关注。纳米粒子是指直径为1 ~ 100 nm的超细粒子(1 nm=10-9 m)。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，有关纳米粒子的叙述中错误的是（ ）
A．因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体
B．一定条件下，纳米粒子可催化水的分解
C．一定条件下，纳米TiO2陶瓷可任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
【答案】A
【知识点】纳米材料
【解析】【解答】纳米粒子的大小符合胶体粒子的特征，能将其制成胶体，A符合题意；
某些物质达到纳米粒子状态时有奇特的性质，可催化水的分解，B不符合题意；
纳米粒子可开发为新型功能材料，C不符合题意；
纳米粒子半径小，表面活性高，D不符合题意。
【分析】纳米材料的基本构成微粒处于纳米数量级，有奇特的性质，可开发为新型功能材料。
三、超分子
9．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+与X的空腔大小相近，恰好能进入到X的环内，且Li+与氧原子的一个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。若烯烃中溶入冠醚Z，氧化效果明显提升。水分子中中心氧原子的杂化轨道的空间结构是 H-O键键角 (填“>“<”或“=”)109°28'。
【答案】（1）K
（2）Li+的离子半径比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；<
【知识点】原子核外电子排布；键能、键长、键角及其应用；判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】(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+半径小于K+，也比Y的空腔小得多，不易与氧原子的孤电子对形成配位键，从而形成稳定结构。
(3)水分子中氧原子的价电子对数为4，采用sp3杂化，含有2个孤电子对，则中心O原子的杂化轨道的空间结构为四面体形。O原子含有2个孤电子对，由于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，水分子中H-O键键角小于正四面体形的键角109°28'。
【分析】(1)锂离子只有1s能级上的2个电子；
(2)Li+半径太于，不易与氧原子的孤电子对形成配位键。
(3)依据价层电子对数确定杂化类型，再依据孤电子对数，确定空间结构；
