同步蘇教化學(xué)選修三新突破課時分層作業(yè)：14 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索無止境 Word版含解析

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1、 課時分層作業(yè)(十四) (建議用時：40分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．納米材料被譽(yù)為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的新型材料。納米碳管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個納米(1 nm＝10－9m)的空心管。下列說法錯誤的是(　　) A．納米碳管是一種新型的有機(jī)化合物 B．納米碳管在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 C．納米碳管材料如果完全燃燒，生成物是二氧化碳 D．納米碳管材料管道多，表面積大，吸附能力強(qiáng) A　[納米碳管屬碳單質(zhì)中的一種，與金剛石、石墨等互為同素異形體。] 2．下列說法正確的是(　　) A．蛋白質(zhì)、纖維素、蔗糖、PVC、淀粉都是高分子化合物 B．氫鍵在形成蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)和DNA雙螺旋

2、結(jié)構(gòu)中起關(guān)鍵作用 C．使用太陽能熱水器、沼氣的利用、玉米制乙醇都涉及到生物質(zhì)能的利用 D．石油、煤、天然氣、可燃冰、植物油都屬于化石燃料 B　[A項(xiàng)，蔗糖分子式為C12H22O11，M＝342，不屬于高分子化合物；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，太陽能熱水器利用的是太陽能，未涉及生物質(zhì)能的利用；D項(xiàng)，植物油不屬于化石燃料。] 3．人類探測出水星大氣中含有一種稱為硫化羰(化學(xué)式為COS)的物質(zhì)，已知硫化羰與二氧化碳的結(jié)構(gòu)相似，但能在氧氣中完全燃燒。下列有關(guān)硫化羰的說法正確的是(　　) A．1 mol硫化羰在氧氣中完全燃燒時轉(zhuǎn)移6 mol電子 B．硫化羰可用作滅火劑 C．CO2和COS結(jié)構(gòu)相似都是非

3、極性分子 D．硫化羰熔點(diǎn)可能較高 A　[硫化羰在氧氣中完全燃燒的化學(xué)方程式：2COS＋3O22CO2＋2SO2，由方程式可知1 mol COS與1.5 mol O2反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6 mol，所以A正確；硫化羰可以燃燒，不能作滅火劑；盡管CO2和COS結(jié)構(gòu)相似，但CO2是非極性分子，而COS是極性分子；硫化羰是分子晶體，熔點(diǎn)較低。] 4．要達(dá)到綠色化學(xué)的理想境界，化學(xué)家們需要回答一系列問題：指定分子之間能否反應(yīng)生成預(yù)期分子？需要什么催化劑？反應(yīng)速率預(yù)期多大？如何控制反應(yīng)？如何確定化學(xué)反應(yīng)的途徑等？最有希望解決這些問題的途徑是(　　) A．發(fā)展量子力學(xué)理論 B．改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法 C．完

4、善元素周期律理論 D．研究質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律 A　[量子力學(xué)是化學(xué)的根本理論?；瘜W(xué)越發(fā)展，越要從物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深層次去理解和掌握化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。] 5．最近，醫(yī)學(xué)界通過用放射性14C標(biāo)記C60的羧酸衍生物在特定的條件下可斷裂DNA殺死細(xì)胞，從而可用于抑制艾滋病毒。關(guān)于放射性14C的下列說法中，正確的是(　　) A．與12C互為同位素 B．是12C的同素異形體 C．與14N所含中子數(shù)相同 D．與C60中普通碳原子的化學(xué)性質(zhì)不同 A 6．下列具有特殊性質(zhì)的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是(　　) A．半導(dǎo)體材料砷化鎵 B．吸氫材料鑭鎳合金 C．透明陶瓷材料硒化鋅

5、 D．超導(dǎo)材料K3C60 C　[A、D項(xiàng)中的砷、鎵、鉀、碳均為主族元素。B項(xiàng)中的鑭、鎳均為副族元素，C項(xiàng)中硒為主族元素，鋅為副族元素。] 7．下列說法中，正確的是(　　) A．光導(dǎo)纖維、棉花、油脂、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質(zhì) B．開發(fā)核能、太陽能等新能源，推廣甲醇汽油，使用無磷洗滌劑都可直接減少碳排放 C．紅外光譜儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀都可用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的分析 D．陰極射線、α-粒子散射現(xiàn)象及布朗運(yùn)動的發(fā)現(xiàn)都對原子結(jié)構(gòu)模型的建立做出了貢獻(xiàn) C　[光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，油脂屬于酯類化合物，一般相對分子質(zhì)量不是很大，二者均不屬于高分子化合物，故A項(xiàng)錯誤；使用

6、無磷洗滌劑是為了降低磷元素的排放，防止水體的富營養(yǎng)化，與低碳排放無關(guān)，故B項(xiàng)錯誤；質(zhì)譜儀可用來測定相對分子質(zhì)量，紅外光譜儀和核磁共振儀可用來鑒定分子結(jié)構(gòu)，都可用于有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的分析，故C項(xiàng)正確；布朗運(yùn)動與原子結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)，故D項(xiàng)錯誤。] 8．據(jù)最新報道，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了如下反應(yīng)：O2＋PtF6=== O2(PtF6)，已知O2(PtF6)為離子化合物(其中Pt的化合價為＋5)，對于此反應(yīng)，下列說法正確的是(　　) A．在O2(PtF6)中不存在共價鍵 B．在此反應(yīng)中，O2是氧化劑，PtF6是還原劑 C．在此反應(yīng)中，每生成1 mol O2(PtF6)，轉(zhuǎn)移1 mol電子 D．由O2

7、(PtF6)形成的晶體為分子晶體 C　[O2(PtF6)為離子化合物，且Pt為＋5價，F(xiàn)為－1價。在O2(PtF6)中，O與PtF間存在離子鍵，O中氧原子間存在共價鍵，所以O(shè)2(PtF6)形成的晶體為離子晶體，故A、D項(xiàng)均錯；由O2―→O失去1個電子，O2為還原劑，由PtF6―→PtF得到1個電子，PtF6為氧化劑，故B項(xiàng)錯。] 9．有效成分為手性分子的藥物為手性藥物。下列有關(guān)手性藥物敘述正確的是(　　) ①化學(xué)反應(yīng)生成手性藥物時一定是成對生成它們的手性異構(gòu)體?、诖嬖谏倭渴中源呋瘎r可主要生成手性異構(gòu)體中的一種?、凼中运幬镏袃煞N手性異構(gòu)體的醫(yī)藥作用幾乎沒有區(qū)別?、苁中援悩?gòu)體的醫(yī)藥作用可能

8、完全不同 A．①②　　　　　 B．①④ C．②③ D．②④ D　[如果沒有手性催化劑，則生成的手性藥物大多數(shù)是兩種手性異構(gòu)體同時生成的，但在手性催化劑作用下，可以主要生成一種異構(gòu)體；一對異構(gòu)體化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，但生物性質(zhì)會截然不同，一種異構(gòu)體有治病療效，另一種可能沒有療效甚至有害。] 10．麻醉劑的發(fā)現(xiàn)和使用是人類醫(yī)療史上了不起的一項(xiàng)成就，它可使患者在接受治療時感覺不到疼痛。 (1)笑氣是人類最早應(yīng)用于醫(yī)療的麻醉劑之一，它可由NH4NO3在微熱條件下分解產(chǎn)生，產(chǎn)物除N2O外還有一種，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。 (2)有關(guān)理論認(rèn)為N2O與CO2分子具有相似

9、的結(jié)構(gòu)(包括電子式)，則其空間構(gòu)型是________形，為________(填“極性”或“非極性”)分子。 [解析]　(1)結(jié)合題給條件和氧化還原反應(yīng)配平方法即可完成。 (2)從等電子體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)關(guān)系可知N2O和CO2一樣，是直線形分子，由分子空間結(jié)構(gòu)可判斷N2O是極性分子。 [答案]　(1)NH4NO3===N2O↑＋2H2O (2)直線　極性 11．能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實(shí)行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。 (1)太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲談┑奶柲芪鼰嵬繉樱瑢懗龌鶓B(tài)鎳原子的核外電子排布式：

10、____________________________________________________ ____________________________________________________。 (2)富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能，在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖，分子中碳原子軌道的雜化類型為_______________； 1 mol C60分子中σ鍵的數(shù)目為________。 (3)多元化合物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽，其主要包括砷化鎵、硫化鎘、硫化鋅及銅銦硒薄膜電池等。 ①第一電離能：As________Se(填

11、“＞”“＜”或“＝”)。 ②硫化鋅的晶胞中(結(jié)構(gòu)如上圖所示)，硫離子的配位數(shù)是________。 [解析]　(1)鎳元素的原子序數(shù)為28，按核外電子排布規(guī)律，寫出其原子核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。 (2)富勒烯分子中每一個碳原子形成2個單鍵1個雙鍵，因此碳原子的雜化類型為sp2；由均攤法可知，富勒烯分子中每一個碳原子凈含有1個C—C,0.5個C===C，即每個碳原子含有1.5個σ鍵，因此1 mol C60分子中σ鍵的數(shù)目為90 mol。 (3)由于砷原子最外電子層結(jié)構(gòu)是4s24p3，其s軌道全充滿p軌道半充滿，均為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去電子

12、難，因此其第一電離能比同周期相鄰元素的高；從晶胞圖可以看出硫離子的配位數(shù)，即和硫離子最近的等距離的鋅離子有4個。 [答案]　(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 (2)sp2　90NA (3)①＞　②4 12．(1)隨著科學(xué)的進(jìn)步，除了傳統(tǒng)的三大合成材料以外，又出現(xiàn)了高分子分離膜，具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料，醫(yī)用高分子材料、隱形材料和液晶高分子材料等許多新型有機(jī)高分子材料。試根據(jù)下列用途判斷新型有機(jī)高分子材料的種類。 ①用于海水和苦咸水的淡化方面_________________。 ②用于制造人工器官(如人工心臟)的材料_________

13、_________。 (2)錄像用的高性能磁帶中的磁粉，主要原料之一是由3種元素組成的CoxFe3－xO3＋x的化合物，已知O為－2價，鈷(Co)和鐵可能呈現(xiàn)＋2價或＋3價，且上述化合物中，每種元素都只有一種化合價，則 x的值為________，鐵的化合價為______價，鈷的化合價為______價。 [解析]　(1)高分子分離膜和醫(yī)用高分子材料是兩種重要的功能高分子材料。其中高分子分離膜廣泛用于生活污水及工業(yè)廢水等廢液處理及廢液中有用成分的回收，特別是海水淡化方面已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；醫(yī)用高分子材料中的硅聚合物或聚氨酯類聚合物等因其優(yōu)異的生物相容性和很高的機(jī)械性能，可用來合成人工心臟。 (2)

14、由化學(xué)式CoxFe3－xO3＋x可知x的取值為1或2，若取x＝1，則化學(xué)式為CoFe2O4，據(jù)化合價代數(shù)和為0，可推知Fe為＋3價，Co為＋2價。若取x＝2，不合理。 [答案]　(1)①高分子分離膜?、卺t(yī)用高分子材料 (2)1　＋3?。? [能力提升練] 13．據(jù)某科學(xué)雜志報道，國外有一研究發(fā)現(xiàn)了一種新的球形分子，它的分子式為C60Si60，其分子結(jié)構(gòu)好似中國傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”，經(jīng)測定其中包含C60，也有Si60的結(jié)構(gòu)。下列敘述不正確的是(　　) ①該物質(zhì)有很高的熔點(diǎn)、很大的硬度 ②該物質(zhì)形成的晶體屬分子晶體 ③該物質(zhì)分子中Si60被包裹在C60里面 ④該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為2

15、 400 A．①②　　　 B．③④ C．①③ D．②④ C　[由分子式及信息可知該物質(zhì)為分子晶體，分子晶體的熔點(diǎn)低、硬度小，①錯誤，②正確；C的原子半徑小于硅的原子半徑，所以C60被包裹在Si60里面，③錯誤；分子式為C60Si60，所以該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝(12＋28)×60＝2 400，④正確。] 14．超臨界流體(Supercritical F1uid)是溫度和壓力同時高于臨界值的流體，也即壓縮到具有接近液體密度的氣體，是物質(zhì)介于氣態(tài)和液態(tài)之間的一種新的狀態(tài)。目前應(yīng)用最廣的是超臨界二氧化碳，在中藥、香料的萃取分離以及作為溶劑、發(fā)泡劑取代氟利昂等具有重要價值。下列有關(guān)說法中錯誤的

16、是(　　) A．超臨界二氧化碳與CO2的物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相同 B．超臨界二氧化碳可能是一種原子晶體 C．用超臨界二氧化碳溶解萃取物質(zhì)，符合綠色化學(xué)的思想 D．用超臨界二氧化碳代替氟利昂可減輕對臭氧層的破壞 B　[超臨界二氧化碳是CO2的一種新狀態(tài)，A正確；超臨界是物質(zhì)介于氣態(tài)和液態(tài)之間的一種新的狀態(tài)，沒有很高的硬度，B錯誤；二氧化碳無污染也不會破壞臭氧層，C、D正確。] 15．氮化碳結(jié)構(gòu)如圖所示，其中β-氮化碳硬度超過金剛石晶體，成為首屈一指的超硬新材料。下列有關(guān)氮化碳的說法不正確的是(　　) A．氮化碳屬于原子晶體 B．氮化碳中碳顯－4價，氮顯＋3價 C．氮化碳的

17、化學(xué)式為C3N4 D．每個碳原子與四個氮原子相連，每個氮原子與三個碳原子相連 B　[由氮化碳結(jié)構(gòu)知每個碳原子與四個氮原子相連，每個氮原子與三個碳原子相連形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硬度超過金剛石，是原子晶體，化學(xué)式為C3N4，氮的電負(fù)性大于碳，碳顯＋4價，氮顯－3價。] 16．氮元素可形成鹵化物、氮化物、疊氮化物及配合物等許多化合物。 (1)NF3的沸點(diǎn)為－129 ℃，則其分子為________分子(填“極性”或“非極性”)，其晶體類型為________。 (2)疊氮酸(HN3)是一種弱酸，可部分電離出H＋和N。 ①與N互為等電子體的分子、離子有____________(各舉1例)。 ②疊

18、氮化物、氰化物都能與Fe2＋、Cu2＋及Co3＋等形成配合物，如： [Fe(CN)6]4－、[Co(N3)(NH3)5]SO4。鐵的基態(tài)原子核外電子排布式為______________；CN－中C原子的雜化類型是________；[Co(N3)(NH3)5]SO4中Co3＋的配位數(shù)為________。 ③NaN3與KN3的結(jié)構(gòu)類似，則NaN3的晶格能________(填“>”或“<”)KN3的晶格能。 [解析]　(1)NF3分子中N原子有1對孤電子對，分子構(gòu)型為三角錐型，因此為極性分子，其沸點(diǎn)較低，為分子晶體。(2)與N互為等電子體的分子有N2O、CO2、CS2、BeCl2等，離子有SCN－、OCN－、CNO－等。CN－中C與N形成叁鍵，C原子為sp雜化。[Co(N3)(NH3)5]SO4中配位體為N、NH3，配位數(shù)為6。Na＋的半徑比K＋的半徑小，因此NaN3的晶格能大于KN3的晶格能。 [答案]　(1)極性　分子晶體　(2)①N2O、SCN－(或CO2、CS2、BeCl2、 OCN－、CNO－等)?、?s22s22p63s23p63d64s2或([Ar]3d64s2)　sp　6　③>