题目内容
【题目】【化学——选修3：物质结构与性质】
储氢合金是利用金属或合金与氢形成氢化物而把氢储存起来。MgH2，LaNi5，MmNiMn（Mm代表混合稀土）等是几类常见的储氢材料。近期，中国科大的最新研究发现，在镍的表面覆盖石墨烯（如图所示），可以大大增加储氢材料释放氢气的速率。已知：石墨烯是一种由单层碳原子组成的平面结构，具有良好的导电、导热性。回答下列问题：
（1）Mn的价电子排布式为_______________，据此可判断Mn元素在元素周期表中处于_________区。
（2）①石墨烯中碳原子的杂化方式为_______________，据此说明石墨烯具有良好导电性的原因是_____________________。
②Si是与C相邻的同主族元素，据原子结构分析并预测，Si能否形成类似石墨烯的稳定结构？
________________________。
（3）碳与氢能形成乙烷、乙烯、乙炔等多种有机物。巳知，在相同条件下，乙烯，乙炔易与氢气加成， 最终生成乙烷。
①乙烷的二溴代物中____________（填“有”或“无”）手性分子。
②从共价键的形成过程说明乙烯比乙烷活泼的原因：____________________。
③C—C,C
C，C
C的键能之比最有可能为___________（填序号）。
A．1.00∶2.17：4.90
B．1.00∶1.77∶2.34
C．1.00：2.00∶3.00
（4）Ni晶体中微粒之间的作用力为________。Ni的晶胞棋型与铜、银、金相同，用Ni的微粒半径（rNi）列出Ni晶体的空间占有率的表达式：__________________。
【答案】（1）3d54s2；d
（2）①sp2杂化；每个碳原子有一个未参与杂化的p轨道垂直于碳原子平面，所有p轨道相互平行重叠，使p轨道中的电子可以在整个平面内运动②不能；Si的原子半径比C大，形成的σ键较长，p—p轨道重叠较小，不能形成稳定的
键
（3）①无②乙烯中形成的π键不如σ键牢固，容易断裂；③B
（4）金属键；
【解析】
试题分析：（1）Mn元素的原子序数为25，Mn的价电子排布式为3d54s2，据此可判断Mn元素在元素周期表中处于d区。
（2）①石墨烯中同层碳原子构成平面结构，所以C的杂化方式为sp2杂化；每个碳原子有一个未参与杂化的p轨道垂直于碳原子平面，所有p轨道相互平行重叠，使p轨道中的电子可以在整个平面内运动，所以石墨烯具有良好导电性。
②Si是与C相邻的同主族元素，但是由于Si的原子半径比C大，形成的σ键较长，p—p轨道重叠较小，不能形成稳定的键，所以Si不能形成类似石墨烯的稳定结构。
（3）碳与氢能形成乙烷、乙烯、乙炔等多种有机物。巳知，在相同条件下，乙烯，乙炔易与氢气加成， 最终生成乙烷。
① 手性碳原子是指同时与4个不同的原子或原子团相连的碳原子，所以乙烷的二溴代物中无手性分子。故答案为：无；
② 由于乙烯中的碳碳双键，其中一条键是π键，不如σ键牢固，容易断裂，所以乙烯比乙烷活泼。故答案为：乙烯中形成的π键不如σ键牢固，容易断裂；
③ 依据②的分析可知，C=C的键能小于C-C的二倍，所以C-C、C=C、C≡C的键能之比最有可能为B。故答案为：B；
（4）Ni为金属晶体，晶体中微粒之间的作用力为金属键。Ni的晶胞棋型与铜、银、金相同，为面心立方最密堆积，即金属原子在三维空间里以密置层采取ABCABC…堆积，空间利用率为可表示为。
【题目】“一器多用”可实现多方面的化学实验探究，某课外活动小组学生利用图15所示的仪器组合（省略夹持和净化装置）来完成下列实验，回答下列问题：
（1）仪器a的名称为______________，仪器a在使用前要________________。
（2）该装置可用于某些气体的制取、收集及尾气处理裝置，下表中3个实验的设计方案合理的是_________________（填序号）
选项 | a中的物质 | b中的物质 | c中收集的气体 | d中的物质 |
A | 稀硝酸 | Cu | NO | H2O |
B | 稀H2SO4 | CaCO3 | CO2 | NaOH溶液 |
C | 浓氨水 | NaOH固体 | NH3 | H2O |
（3）氨气和氯气接触时会产生白烟，请写出相应的化学方程式：_______________________。
（4）上述装置若a中的物质为浓硫酸，b中的物质为Cu片，在加热条件下也可制取SO2。
①下列装置可用于SO2尾气处理的是（夹持仪器已略去）_____________（填序号）。
用Fe2（SO4）3溶液也可吸收多余的SO2气体.写出SO2与Fe2（SO4）3溶液反应的离子方程式：_______________________。
②某小组用反应产生的CuSO4溶液来制取胆矾，测定所得胆矾（CuSO4·xH2O）中结晶水x的值，各次 称量的数据如下表：
称量 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 |
质量（g） | m1=5.4 | m2=8.2 | m3=7.4 | m4=7.2 | m5=7.2 |
则胆矾应放在____________（填仪器名称）中加热；必须要进行恒重操作的原因是__________________；CuSO4·xH2O中的x=___________（保留1位小数）；若测定结果x偏大，可能的原因是____________（填序号）。
a．加热温度过高 b．胆矾晶体的颗粒较大 c．加热后放在空气中冷却
