题目内容
【题目】碳元素的单质有多种形式,如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是碳元素的单质形式,它们互为 .
(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、 .
(3)C60属于晶体,石墨属于晶体.
(4)石墨晶体中,层内C﹣C键的键长为142pm,而金刚石中C﹣C键的键长为154pm.其原因是金刚石中只存在C﹣C间的共价键,而石墨层内的C﹣C间不仅存在共价键,还有键.
(5)金刚石晶胞含有个碳原子.若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率(不要求计算结果).
【答案】
(1)同素异形体
(2)sp3;sp2
(3)分子;混合
(4)σ;σ;π
(5)8;;
【解析】解:(1)都是含有碳元素的不同单质,互为同素异形体,所以答案是:同素异形体;(2)金刚石中碳原子形成四条共价键,为sp3杂化;石墨烯为片层结构,杂化类型为sp2杂化,所以答案是:sp3;sp2;(3)C60晶体组成微粒为60个碳原子组成的C60分子,属于分子晶体;石墨片层内以共价键结合,片层之间以分子间作用力结合,为混合晶体,所以答案是:分子;混合;(4)金刚石中碳原子以sp3杂化,形成四条杂化轨道,全部形成σ键;石墨中碳原子以sp2杂化,形成三条杂化轨道,还有一条为杂化的p轨道,三条杂化轨道形成σ键,而未杂化p轨道形成π键,所以答案是:σ;σ;π;(5)晶胞中顶点微粒数为: =1,面心微粒数为: =3,体内微粒数为4,共含有8个碳原子;晶胞内含有四个碳原子,则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同,即 =8r,r= a;碳原子的体积为: ,晶胞体积为:a3 , 碳原子的空间利用率为: = = ,所以答案是:8; ; .
【题目】硝基苯甲酸乙酯在OH﹣存在下发生水解反应: O2NC6H4COOC2H5+OH﹣O2NC6H4COO﹣+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050molL﹣1 , 15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示.回答下列问题:
t/s | 0 | 120 | 180 | 240 | 330 | 530 | 600 | 700 | 800 |
α/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
(1)列示计算该反应在120~180s与180~240s区间的平均反应速率、;比较两者大小可得出的结论是 .
(2)列式计算15℃时该反应的平衡常数 .
(3)为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可采取的措施有(要求写出两条).