同步蘇教化學選修三新突破課時分層作業(yè)：14 物質結構的探索無止境 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) [基礎達標練] 1．納米材料被譽為21世紀最有發(fā)展前景的新型材料。納米碳管是一種由碳原子構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化合物 B．納米碳管在常溫下化學性質穩(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 A　[納米碳管屬碳單質中的一種，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、纖維素、蔗糖、PVC、淀粉都是高分子化合物 B．氫鍵在形成蛋白質二級結構和DNA雙螺旋

2、結構中起關鍵作用 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，蔗糖分子式為C12H22O11，M＝342，不屬于高分子化合物；B項正確；C項，太陽能熱水器利用的是太陽能，未涉及生物質能的利用；D項，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(化學式為COS)的物質，已知硫化羰與二氧化碳的結構相似，但能在氧氣中完全燃燒。下列有關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移6 mol電子 B．硫化羰可用作滅火劑 C．CO2和COS結構相似都是非

3、極性分子 D．硫化羰熔點可能較高 A　[硫化羰在氧氣中完全燃燒的化學方程式：2COS＋3O22CO2＋2SO2，由方程式可知1 mol COS與1.5 mol O2反應，轉移電子數(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結構相似，但CO2是非極性分子，而COS是極性分子；硫化羰是分子晶體，熔點較低。] 4．要達到綠色化學的理想境界，化學家們需要回答一系列問題：指定分子之間能否反應生成預期分子？需要什么催化劑？反應速率預期多大？如何控制反應？如何確定化學反應的途徑等？最有希望解決這些問題的途徑是(　　) A．發(fā)展量子力學理論 B．改進實驗方法 C．完

4、善元素周期律理論 D．研究質量守恒定律和能量守恒定律 A　[量子力學是化學的根本理論?；瘜W越發(fā)展，越要從物質結構的深層次去理解和掌握化學反應規(guī)律。] 5．最近，醫(yī)學界通過用放射性14C標記C60的羧酸衍生物在特定的條件下可斷裂DNA殺死細胞，從而可用于抑制艾滋病毒。關于放射性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性質不同 A 6．下列具有特殊性質的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是(　　) A．半導體材料砷化鎵 B．吸氫材料鑭鎳合金 C．透明陶瓷材料硒化鋅

5、 D．超導材料K3C60 C　[A、D項中的砷、鎵、鉀、碳均為主族元素。B項中的鑭、鎳均為副族元素，C項中硒為主族元素，鋅為副族元素。] 7．下列說法中，正確的是(　　) A．光導纖維、棉花、油脂、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質 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、質譜儀都可用于有機化合物結構的分析 D．陰極射線、α-粒子散射現(xiàn)象及布朗運動的發(fā)現(xiàn)都對原子結構模型的建立做出了貢獻 C　[光導纖維的主要成分是SiO2，油脂屬于酯類化合物，一般相對分子質量不是很大，二者均不屬于高分子化合物，故A項錯誤；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，故B項錯誤；質譜儀可用來測定相對分子質量，紅外光譜儀和核磁共振儀可用來鑒定分子結構，都可用于有機化合物結構的分析，故C項正確；布朗運動與原子結構模型的建立無關，故D項錯誤。] 8．據(jù)最新報道，科學家發(fā)現(xiàn)了如下反應：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，下列說法正確的是(　　) A．在O2(PtF6)中不存在共價鍵 B．在此反應中，O2是氧化劑，PtF6是還原劑 C．在此反應中，每生成1 mol O2(PtF6)，轉移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O2(PtF6)形成的晶體為離子晶體，故A、D項均錯；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項錯。] 9．有效成分為手性分子的藥物為手性藥物。下列有關手性藥物敘述正確的是(　　) ①化學反應生成手性藥物時一定是成對生成它們的手性異構體?、诖嬖谏倭渴中源呋瘎r可主要生成手性異構體中的一種?、凼中运幬镏袃煞N手性異構體的醫(yī)藥作用幾乎沒有區(qū)別?、苁中援悩嬻w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體；一對異構體化學性質幾乎相同，但生物性質會截然不同，一種異構體有治病療效，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，此反應的化學方程式為________________。 (2)有關理論認為N2O與CO2分子具有相似

9、的結構(包括電子式)，則其空間構型是________形，為________(填“極性”或“非極性”)分子。 [解析]　(1)結合題給條件和氧化還原反應配平方法即可完成。 (2)從等電子體的性質和結構關系可知N2O和CO2一樣，是直線形分子，由分子空間結構可判斷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)濟發(fā)展的瓶頸，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(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為吸收劑的太陽能吸熱涂層，寫出基態(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，在太陽能電池的應用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的結構如圖，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(結構如上圖所示)，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構是4s24p3，其s軌道全充滿p軌道半充滿，均為穩(wěn)定結構，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)隨著科學的進步，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高分子材料。試根據(jù)下列用途判斷新型有機高分子材料的種類。 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械性能，可用來合成人工心臟。 (2)

14、由化學式CoxFe3－xO3＋x可知x的取值為1或2，若取x＝1，則化學式為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　②醫(yī)用高分子材料 (2)1?。?　＋2 [能力提升練] 13．據(jù)某科學雜志報道，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，其分子結構好似中國傳統(tǒng)工藝品“鏤雕”，經(jīng)測定其中包含C60，也有Si60的結構。下列敘述不正確的是(　　) ①該物質有很高的熔點、很大的硬度 ②該物質形成的晶體屬分子晶體 ③該物質分子中Si60被包裹在C60里面 ④該物質的相對分子質量為2

15、 400 A．①②　　　 B．③④ C．①③ D．②④ C　[由分子式及信息可知該物質為分子晶體，分子晶體的熔點低、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，所以該物質的相對分子質量＝(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，是物質介于氣態(tài)和液態(tài)之間的一種新的狀態(tài)。目前應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。下列有關說法中錯誤的

16、是(　　) A．超臨界二氧化碳與CO2的物理性質不同，化學性質相同 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，符合綠色化學的思想 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．氮化碳結構如圖所示，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　[由氮化碳結構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)狀結構，硬度超過金剛石，是原子晶體，化學式為C3N4，氮的電負性大于碳，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的結構類似，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，分子構型為三角錐型，因此為極性分子，其沸點較低，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?、?