3.3 液晶、纳米材料与超分子学案

skybamboo · 发表于 5 小时前

第三章不同聚集状态的物质与性质
第3节液晶、纳米材料与超分子

1．知道物质除有三种基本的聚集状态外，还有液晶、纳米材料、超分子等其他聚集状态。通过认识不同状态物质的重要应用，从而认识化学技术与社会之间的相互关系。
2．知道液晶、纳米材料和超分子的概念及结构与性质的关系。　

液晶、纳米材料、超分子的概念及结构与性质

1．金属晶体是指。
2．离子晶体是指。
3．共价晶体是指。
4．分子晶体是指。

一．液晶

【阅读自学】阅读教材P108-109页，认识液晶的结构及性质。

【归纳总结】

1.概念：在一定的温度范围内既具有液体的性，又具有晶体的的物质。

2.结构特点：液晶内部分子的排列沿分子长轴方向呈现出，所以液晶在折射率、磁化率、电导率等宏观性质方面表现出类似晶体的。

3.性质及用途：晶的显示功能与液晶相关。在施加电压时，液晶分子排列，而移去电场后，液晶分子又状态，所以液晶具有显示功能。故液晶可以制造电子手表、计算器、数字仪表、计算机显示器、电视显示屏等器材。

二．纳米材料

【阅读自学】阅读教材P110-111页，认识纳米材料的结构及性质。

【归纳总结】

1.结构特点：纳米材料由直径为几或几十纳米的颗粒和两部分组成。通常，纳米颗粒内部具有，原子排列有序，而界面则为。因此，纳米材料具有既不同于微观粒子又不同于宏观物体的独特性质。
2．性能与用途
纳米材料的颗粒很小和处于界面的原子所占比例较高，使得纳米材料在等方面完全不同于由微米量级或毫米量级的结构颗粒构成的材料。
(1)由纳米粒子构成的纳米陶瓷不仅保留了、的特点，其和性也显著增强，甚至具有金属一样的柔韧性。
(3)纳米材料的广泛应用促进了纳米技术的发展，而纳米技术的发展将会开创一个崭新的时代。例如，化学家已经合成出丰富多样的纳米机器，向化妆品中加入纳米颗粒可使化妆品具备功能，在化纤布料中加入少量纳米颗粒可使化纤布料，等等。

三．超分子

【阅读自学】阅读教材P112-114页，认识超分子的结构及性质。

【归纳总结】

1．概念：若两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有和的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质，可以把这种聚集体看成分子层次之上的分子，称为超分子。
2．结构特点：超分子内部分子之间通过相结合，包括、、疏水作用以及一些分子与金属离子形成的弱配位键等。
液晶、纳米材料、超分子三种聚集状态的比较

聚集状态	液晶	纳米材料	超分子
定义
特征
重要应用

【课堂小结】

1．关于液晶的叙述，错误的是(　　)
A．液晶是物质的一种聚集状态
B．液晶具有流动性
C．液晶和液态是物质的同一种聚集状态
D．液晶具有各向异性
2．下列关于物质聚集状态的叙述，错误的是(　　)
A．物质只有气、液、固三种聚集状态
B．气态是高度无序的体系存在状态
C．固态中的原子或者分子结合的较紧凑，相对运动较弱
D．液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固、气两态之间，表现出明显的流动性
3．在10－9～10－7 m范围内的纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸。下列说法不正确的是(　　)
A．纳米铜是一种新型化合物
B．纳米铜颗粒比普通铜具有更强的化学活性
C．纳米铜粒子大小介于1～100 nm
D．利用丁达尔现象可区别纳米铜和普通铜
4．下列关于纳米技术的叙述不正确的是(　　)
A．将“纳米材料”均匀分散到液体分散剂中可制得液溶胶
B．用纳米级金属颗粒粉剂作催化剂可加快反应速率，提高反应物的平衡转化率
C．用纳米颗粒粉剂做成火箭的固体燃料将有更大的推动力
D．银器能抑菌、杀菌，纳米银微粒植入内衣织物中，有奇异的抑菌、杀菌效果
5．下列关于物质特殊聚集状态的叙述，错误的是(　　)
A．超分子内部分子之间通过非共价键结合
B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序
C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性
D．纳米材料包括纳米颗粒与颗粒间的界面两部分，两部分的排列都是长程有序
6．我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。下列叙述正确的是(　　)

A．SiO2与干冰的晶体结构相似
B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应
C．工业上用SiO2制备粗硅
D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性
7．下列关于液晶的说法正确的是(　　)
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶是一种晶体
C．液晶分子在特定条件下排列比较整齐，但不稳定
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
8．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．施加电场时，液晶分子垂直于电场方向排列
B．移去电场后，液晶分子恢复到原来状态
C．施加电场时，液晶分子恢复到原来状态
D．移去电场后，液晶分子沿电场方向排列
9． 2016年诺贝尔化学奖授予在合成分子机器领域做出贡献的三位科学家。分子机器是一种特殊的超分子体系，当体系受到外在刺激(如pH变化、吸收光子、电子得失等)时，分子组分间原有作用被破坏，各组分间发生类似于机械运动的某种热运动。下列说法不正确的是( )
A．驱动分子机器时，需要对体系输入一定的能量
B．分子状态的改变会伴随能量变化，属于化学变化
C．氧化还原反应有可能是刺激分子机器体系的因素之一
D．光照有可能使分子产生类似于机械运动的某种热运动
10．纳米材料是最有前途的新型材料之一，世界各国对这一新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，使其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，下列有关纳米粒子的叙述不正确的是(　　)
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陶瓷可发生任意弯曲，可塑性好
D．纳米粒子半径小，表面活性高
检测反馈答案
1．【答案】C
【解析】液晶是固态、液态、气态之外的一种聚集状态，与液态不是同一种聚集状态。
2．【答案】A
【解析】物质除气、液、固三种聚集状态以外，还有其他的聚集状态，如液晶、纳米材料、超分子等。
3．【答案】A
【解析】纳米铜与普通铜所含铜原子种类相同，属于单质，A错误；纳米铜在空气中能剧烈燃烧，说明它比普通铜更容易被氧气氧化，有更强的化学活性，B正确；1 nm＝10－9 m,10－9～10－7 m范围即是1～100 nm，C正确；在10－9～10－7 m范围内的纳米铜属于胶体，可以用丁达尔现象区别纳米铜和普通铜，D正确。
4．【答案】B
【解析】纳米材料的直径在1～100 nm范围内，与胶粒直径范围相同，A正确；催化剂可加快化学反应的速率，但不能使化学平衡发生移动，B不正确；与块状固体相比，纳米颗粒直径小，表面积大，因而化学反应的速率快，所以短时间内可产生更大推动力，C正确；银为重金属，重金属微粒可使蛋白质变性，故有杀菌作用，D正确。
5．【答案】D
【解析】纳米材料由直径为几个或几十个纳米的颗粒和颗粒间的界面两部分组成。纳米颗粒内部是长程有序的晶体结构，界面则是无序结构。
6．【答案】C
【解析】SiO2是共价晶体而干冰是分子晶体，结构不相似，故A错误；SiO2耐腐蚀，但可以与氢氟酸反应，故B错误；工业上用SiO2与焦炭反应生成一氧化碳和粗硅，故C正确；光纤主要成分是SiO2，但二氧化硅不导电，故D错误。
7．【答案】C
【解析】液晶有液体的流动性与晶体的各向异性，故A错误；液晶既不同于晶体又不同于非晶体，故B错误；液晶在特定条件下如外加电场作用下排列整齐，一旦取消电场又恢复原状，所以液晶不稳定，故C正确；人们熟悉的物质状态(又称相)为气、液、固，较为生疏的是液晶，所以并不是所有物质都具有液晶态，故D错误。
8．【答案】B
【解析】液晶在施加电场时，液晶分子能够沿电场方向排列，故A、D错误；液晶在移去电场之后，又恢复到原来的状态，故B正确、C错误。
9．【答案】B
【解析】A．需要对体系输入一定的能量，才能驱动分子机器，故A正确；B．分子状态的改变是物态变化，属于物理变化，故B错误；C．电子的得失是氧化还原反应的本质，则发生氧化还原反应时可刺激分子机器体系，故C正确；D．光照可使光能转化为机械能，即光照能使分子产生类似于机械运动的某种热运动，故D正确；
10．【答案】A
【解析】题中涉及纳米材料这一新型材料，根据纳米粒子大小，判断出其粒子大小刚好处在胶体分散质的粒子大小的范围内。

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[鲁科版] 3.3 液晶、纳米材料与超分子 学案

[鲁科版] 3.3 液晶、纳米材料与超分子学案