2010年诺贝尔物理学奖授予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图1:(1)下列有关石墨烯说法正确的是BDBD．A．石墨烯的结构与金刚石相似B．石墨烯分子中所有原子可� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2010年诺贝尔物理学奖授予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图1：

（1）下列有关石墨烯说法正确的是

．
A．石墨烯的结构与金刚石相似
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N_A
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钴原子在基态时，核外电子排布式为

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²

．
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是

乙醇分子间存在氢键，使得其溶沸点升高，而乙烷不存在氢键

．
③金与铜可形成的金属互化物合金（如图2），它的化学式可表示为

Cu₃Au或AuCu₃

．
④下列含碳源中属于非极性分子的是

abc

a．甲烷
b．乙炔
c．苯
d．乙醇
⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如图3，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是

sp³和sp²

；酞菁铜分子中心原子的配位数为

．

分析：（1）A．石墨烯是平面结构，金刚石空间网状结构；
B．石墨烯是平面形分子；
C．一个碳原子形成一个双键和两个单键，1个单键就是1个σ键，1个双键就是1个σ键和1个π键；
D．石墨层内是共价键，石墨层与层之间的作用力是范德华力；
①根据基态电子排布式的书写方法来回答；
②氢键的存在，影响到物质的某些性质，如熔点、沸点等．
③利用均摊法计算晶胞中含有的原子数；
④根据正负电荷重心重合为非极性分子，正负电荷重心不重合为极性分子，据此结合选项解答；
⑤由结构式中的键和孤电子对数判断氮原子采用的杂化方式；根据结构直接去寻找与其相邻的原子并结合化学式去确定．

解答：解：（1）A．石墨烯是平面结构，金刚石空间网状结构，所以石墨烯的结构与金刚石不相似，故A错误；
B．石墨烯是平面形分子，分子中所有原子可以处于同一平面，故B正确；
C．一个碳原子中含有

个单键，即

个σ键，所以12g石墨烯含σ键数为

N_A，故C错误；
D．石墨层内是共价键，石墨层与层之间的作用力是范德华力，所以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钴是27号元素，钴原子核外有27个电子，根据构造原理书写基态原子的核外电子排布式，注意向排4s电子再排3d电子，所以基态钴原子的核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²；
②乙醇分子间存在氢键，使得其溶沸点升高，而乙烷不存在氢键，
故答案为：乙醇分子间存在氢键，使得其溶沸点升高，而乙烷不存在氢键，
③该晶胞中含Cu原子个数=6×

=3，含有Au=8×

=1，所以其化学式为Cu₃Au或AuCu₃，故答案为：Cu₃Au或AuCu₃；
④a．甲烷为正四面体，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故a正确；
b．乙炔为直线形分子，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故b正确；
c．苯为平面正六边形，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故c正确；
d．乙醇结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，故d错误；
故选：abc；
⑤酞菁分子中部分氮原子含有2个σ键一个孤对电子，所以采取sp²杂化，部分氮原子含有3个σ键一个孤对电子，所以采取sp³杂化，该分子中能提供孤对电子的氮原子才是配原子，所以酞菁铜分子中心原子的配位数为：2；
故答案为：sp³和sp²；2；

点评：本题考查了物质结构知识，难度较大，注意形成配位键的本质、配位数的确定方法和确定中心原子的杂化类型，这些都是高考的重点．