第3章　第3節(jié)　液晶、納米材料與超分子課件PPT

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高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計(jì)GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HAU SHE JI第3章2021內(nèi)容索引課前篇 素養(yǎng)初探課堂篇 素養(yǎng)提升1.通過(guò)了解物質(zhì)除有三種基本的聚集狀態(tài)外,還有液晶、納米材料、超分子等其他聚集狀態(tài)。通過(guò)認(rèn)識(shí)不同狀態(tài)物質(zhì)的重要應(yīng)用,認(rèn)識(shí)化學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間的相互關(guān)系,感知科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.通過(guò)掌握液晶、納米材料和超分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。探析物質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響,形成宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。課前篇 素養(yǎng)初探知識(shí)鋪墊1.晶體與非晶體的最大區(qū)別在于物質(zhì)內(nèi)部的微粒能否按一定規(guī)律做周期性重復(fù)排列。2.非晶體的定義是微粒無(wú)周期性重復(fù)排列的固體物質(zhì)。自主梳理一、液晶 【微思考】為什么液晶具有顯示功能?提示 液晶的顯示功能與液晶材料內(nèi)部分子的排列密切相關(guān)。在施加電壓時(shí),液晶分子能夠沿電場(chǎng)方向排列;而在移去電場(chǎng)后,液晶分子又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。由此,在存在或撤去電場(chǎng)的兩種不同條件下,材料的旋光性能發(fā)生變化,所以液晶具有顯示功能。二、納米材料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。通常,納米顆粒內(nèi)部具有晶狀結(jié)構(gòu),原子排列有序;而界面則為無(wú)序結(jié)構(gòu)。因此,納米材料具有既不同于微觀(guān)粒子又不同于宏觀(guān)物體的獨(dú)特性質(zhì)。正是由于納米材料的顆粒很小和處于界面的原子所占比例較高,使得納米材料在光學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)等方面完全不同于由微米量級(jí)或毫米量級(jí)的結(jié)構(gòu)顆粒構(gòu)成的材料。富勒烯(C60等球碳)、石墨烯(單層石墨片)和碳納米管是納米材料中的“明星”,因其獨(dú)特性能而具有廣闊的應(yīng)用前景,而且它們的發(fā)現(xiàn)與制備過(guò)程也妙趣橫生。三、超分子1.定義若兩個(gè)或多個(gè)分子相互“組合”在一起形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的聚集體,能表現(xiàn)出不同于單個(gè)分子的性質(zhì),可以把這種聚集體看成是分子層次之上的分子,稱(chēng)為超分子。2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)超分子內(nèi)部分子之間通過(guò)非共價(jià)鍵相結(jié)合,包括氫鍵、靜電作用、疏水作用以及一些分子與金屬離子形成的弱配位鍵等。自我檢測(cè)1.正誤判斷:(1)納米是一種非晶體。(　　)(2)納米材料具有丁達(dá)爾效應(yīng)。(　　)(3)液晶內(nèi)部分子沿分子長(zhǎng)軸方向有序排列,使液晶具有各向異性。(　　)(4)納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分,兩部分中原子都排列有序。(　　)× × √× 2.關(guān)于液晶,下列說(shuō)法中正確的有(　　)A.液晶是一種晶體B.液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的,具有各向異性C.液晶的性質(zhì)與溫度變化無(wú)關(guān)D.液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化答案 D解析 本題考查液晶的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。液晶的微觀(guān)結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間,雖然液晶分子在特定方向的排列比較整齊,且具有各向異性,但分子的排列是不穩(wěn)定的,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;外界條件的微小變化都會(huì)引起液晶分子排列的變化,從而改變液晶的某些性質(zhì)。溫度、壓力、外加電壓等因素變化時(shí),都會(huì)改變液晶的光學(xué)性質(zhì),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。課堂篇 素養(yǎng)提升問(wèn)題探究為什么冠醚是有機(jī)反應(yīng)中很好的催化劑?提示 由于冠醚能與陽(yáng)離子(尤其是堿金屬陽(yáng)離子)作用,并且隨環(huán)的大小不同而與不同的金屬離子作用,將陽(yáng)離子以及對(duì)應(yīng)的陰離子都帶入有機(jī)溶劑,因而成為有機(jī)反應(yīng)中很好的催化劑。深化拓展素能應(yīng)用典例下列關(guān)于物質(zhì)特殊聚集狀態(tài)結(jié)構(gòu)的敘述中,錯(cuò)誤的是(　　)A.同一種金屬元素構(gòu)成的納米材料與宏觀(guān)金屬晶體具有完全等同的性質(zhì)B.超分子內(nèi)部分子可以通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合C.液晶內(nèi)部分子沿分子長(zhǎng)軸方向有序排列,使液晶具有各向異性D.納米材料包括納米顆粒與顆粒間的界面兩部分答案 A解析 同一種金屬元素構(gòu)成的納米材料與宏觀(guān)金屬晶體在性質(zhì)上具有很大差別,如金的熔點(diǎn)為1 064 ℃,但2 nm尺寸金的熔點(diǎn)僅為327 ℃左右,A項(xiàng)錯(cuò)誤;超分子內(nèi)部分子可以通過(guò)非共價(jià)鍵結(jié)合,如氫鍵、靜電作用等,B項(xiàng)正確;液晶內(nèi)部分子沿分子長(zhǎng)軸方向呈現(xiàn)出有序排列,使液晶在折射率、磁化率、電導(dǎo)率等宏觀(guān)性質(zhì)方面表現(xiàn)出類(lèi)似晶體的各向異性,C項(xiàng)正確;由納米材料的定義知,D項(xiàng)正確。變式訓(xùn)練納米材料是最有前途的新型材料之一,世界各國(guó)對(duì)這一新材料給予了極大的關(guān)注。納米粒子是指直徑為1~100 nm的超細(xì)粒子(1 nm=10-9 m)。由于表面效應(yīng)和體積效應(yīng),使其常有奇特的光、電、磁、熱等性質(zhì),可開(kāi)發(fā)為新型功能材料,下列有關(guān)納米粒子的敘述不正確的是(　　)A.因納米粒子半徑太小,故不能將其制成膠體B.一定條件下納米粒子可催化水的分解C.一定條件下,納米TiO2陶瓷可發(fā)生任意彎曲,可塑性好D.納米粒子半徑小,表面活性高答案 A1.(2020山東德州一中高二檢測(cè))我國(guó)科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管,微觀(guān)結(jié)構(gòu)如圖所示。下列敘述正確的是(　　)A.SiO2與干冰的晶體結(jié)構(gòu)相似B.SiO2耐腐蝕,不與任何酸反應(yīng)C.工業(yè)上用SiO2制備粗硅D.光纖主要成分是SiO2,具有導(dǎo)電性答案 C解析 SiO2是共價(jià)晶體,而干冰是分子晶體,二者結(jié)構(gòu)不相似,故A錯(cuò)誤;SiO2耐腐蝕,但可與氫氟酸反應(yīng),故B錯(cuò)誤;工業(yè)上用SiO2與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳和粗硅,故C正確;光纖主要成分是SiO2,晶體硅具有導(dǎo)電性,而二氧化硅不導(dǎo)電,故D錯(cuò)誤。2.有關(guān)液晶的敘述,不正確的是(　　)A.液晶既具有液體的流動(dòng)性,又具有晶體的各向異性B.液晶最重要的用途是制造液晶顯示器C.液晶不是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài)D.液晶分子聚集在一起時(shí),其分子間相互作用很容易受溫度、壓力和電場(chǎng)的影響答案 C解析 液晶是物質(zhì)的一種聚集狀態(tài),故C選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.我國(guó)科學(xué)家成功合成了3 nm長(zhǎng)的管狀定向碳納米管。這種碳纖維具有強(qiáng)度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度小(只有鋼的 )、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性好的特點(diǎn),因而被稱(chēng)為“超級(jí)纖維”。下列對(duì)碳纖維的說(shuō)法不正確的是(　　)A.它是制造飛機(jī)的理想材料B.它的主要組成元素是碳C.它的抗腐蝕能力強(qiáng)D.碳纖維復(fù)合材料為高分子化合物答案 D4.下列關(guān)于各向異性的描述正確的是(　　)A.各向異性是指非晶體沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀B.各向異性是指非晶體的物理性質(zhì)與方向的關(guān)系C.各向異性是指非晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與方向有關(guān)D.各向異性是指晶體的物理性質(zhì)與方向的關(guān)系答案 D解析 各向異性指晶體在不同的方向上表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。更多精彩內(nèi)容請(qǐng)登錄志鴻優(yōu)化網(wǎng)http://www.zhyh.org/本 課 結(jié) 束