Question

【题目】英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁。诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获诺贝尔奖。制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图如下：

（1）下列有关石墨烯说法正确的是_________。

A.键长：石量烯>金刚石

B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面

C.12g石墨烯含σ键数为NA

D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力

（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。

①铜原子在基态时，在有电子填充的能级中，能量最高的能级符号为___________；第四周期元素中，最外层电子数与铜相同的元素还有_______________。

②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷，请解释原因_____________。

③下列分子属于非极性分子的是__________。

a.甲烷 b.二氯甲烷 c.苯 d.乙醇

④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是__________；酞菁铜分子中心原子的配位数为____________。

⑤金与铜可形成的金属互化物合金(如图，该晶胞中，Au占据立方体的8个顶点)，它的化学式可表示为____________；在Au周围最近并距离相等的Cu有___________个，若2个Cu原子核的最小距离为dpm，该晶体的密度可以表示为_________g/cm3。(阿伏伽德罗常数用NA表示)

Answer 1

【答案】 BD 3d K 、Cr 乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键 a、c sp3 sp2 2 Cu3Au或AuCu3 12

【解析】（1）A、石墨比金刚石稳定，故石量烯的键长小于金刚石，故A错误；B.石墨烯分子是层状结构，所有原子可以处于同一平面，故B正确；C、12g石墨烯为1molC，1molC有1.5molσ键，故12g石墨烯含σ键数为1.5NA，故C错误；D、石墨结构中层与层之间是分子间作用力，故从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力，故D正确；故选BD。

（2）①铜原子的基态原子中，有电子填充的能级中，能量最高的能级符号为3d，Cu的最外层有1个电子，第四周期元素中，最外层电子数与铜相同的元素还有K 、Cr；

②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷，因为乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键，丁烷分子间只有范德华力，范德华力的强度小于氢键的强度；

③甲烷、苯是非极性分子，二氯甲烷和乙醇是极性分子，故选a、c；

④根据图示，酞菁分子中，氮原子有两种，一种有3个σ键，1对孤对电子，是sp3杂化，另一种N连接双键，有2个σ键，1对孤对电子，是sp2杂化；酞菁铜分子中心原子Cu和4个N形成配位键，故其配位数为4；

⑤金与铜可形成的金属互化物合金的化学式根据均摊法，其化学式为Cu3Au或AuCu3；在Au周围最近并距离相等的Cu有12个，2个Cu原子核的最小距离为晶胞面对角的一半，为dpm，则晶胞边长为：d pm，该晶体的密度可以为 =g/cm3。