题目内容

石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性.制备石墨烯的方法有石墨剥离法、化学气相沉积等.石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如下:

(1)下列有关石墨烯说法正确的是
 
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A.石墨烯的结构与金刚石相似
B.石墨烯中六元环与碳原子数之比为1:3
C.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
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基态钴原子的外围电子排布式为
 
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②1mol乙炔分子中含有π键的数目为
 
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③含碳源中属于非极性分子的是
 
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a.乙醇        b.乙炔        c.苯
④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,请用“→”标出酞菁铜分子中与中心离子之间的配位键.酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有
 
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⑤CuH的晶体结构如图1所示,该晶体中Cu+的配位数为
 
.CuH具有许多特殊性质,如易分解、能与水反应、在氯气中燃烧等.写出CuH在氯气中燃烧的化学方程式
 
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考点:晶胞的计算,共价键的形成及共价键的主要类型,配合物的成键情况,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别
专题:化学键与晶体结构
分析:(1)根据石墨烯的结构分析,石墨烯是一种平面结构,根据一个碳原子含有的σ键判断12g石墨烯中含有的σ键个数;石墨中每层碳原子和每层碳原子之间存在作用力;
(2))①根据构造原理书写钴原子在基态时的外围电子排布式;
②一个乙炔分子中含有2个π键;
③根据分子的根据构型判断,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子;
④根据N原子价层电子对个数确定其杂化方式,配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子;
⑤根据图知,亚铜离子配位数是4,CuH在氯气中燃烧的化学方程式为:2CuH+3Cl2=2CuCl2+2HCl.
解答: 解:(1)A、石墨烯是平面结构,金刚石空间网状结构,故A错误;
B.利用均摊法知,每个六元环含有C原子个数是2,所以石墨烯中六元环与碳原子数之比为1:2,故B错误;
C.碳碳双键上所有原子都处于同一平面,所以导致石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面,故C正确;
D.石墨结构中,石墨层与层之间存在分子间作用力,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CD;
(2)①钴是27号元素,钴原子核外有27个电子,根据构造原理知基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,外围电子排布式为3d74s2,故答案为:3d74s2;     
②一个乙炔分子中含有两个π键,则1mol乙炔中π键数目为2NA;故答案为:2NA;
③a.乙醇不是对称结构,正负电荷重心不重合,所以是极性分子;
b.乙炔是直线型结构,属于对称结构,所以是非极性分子.
c.苯是平面结构,属于对称结构,所以是非极性分子.  
故选bc;  
④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是配原子,所以画出的配位键为上下两个氮原子向铜原子提供孤电子对,为,
故答案为:;sp3和sp2;

⑤根据图片知,该晶胞中亚铜离子连接4个H-,所以亚铜离子配位数为4;CuH在氯气中燃烧的化学方程式为:2CuH+3Cl2=2CuCl2+2HCl,故答案为:4;2CuH+3Cl2=2CuCl2+2HCl.
点评:本题考查了物质结构和性质,涉及晶胞计算、配位键、核外电子排布式的书写、分子极性的判断等知识点,这些知识点都是高考热点,利用均摊法、配位键概念、构造原理等知识点分析解答,难点是配位数的计算、配位键的画法,注意核外电子排布中先排4s电子后排3d电子,为易错点.
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