题目内容
【题目】石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。
（1）以Ni—Cr—Fe为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态Fe原子未成对电子数为________。设石墨晶体中碳碳键的键长为am，金刚石晶体中碳碳键的键长为bm，则a________（填“>”“<”或“＝”）b，原因是_______。
（2）比较表中碳卤化物的熔点，分析其熔点变化的原因是_________。
CCl4 | CBr4（α型） | CI4 | |
熔点/℃ | －22.92 | 48.4 | 168（分解） |
（3）金刚石的晶胞如图1所示。已知ZnS晶胞与金刚石晶胞排列方式相同，若图1中a与ZnS晶胞中Zn2＋位置相同，则S2－在ZnS晶胞中的位置为________。
（4）石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。
①在图3所示的氧化石墨烯中，采取sp3杂化形式的原子有________（填元素符号）。
②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C与相邻C原子间键能的变化是________（填“变大”“变小”或“不变”）。
（5）石墨烯具有很大的比表面积，有望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为am，12g单层石墨烯单面的理论面积约为________m2（列出计算式即可）。
【答案】4 < 石墨晶体中的碳碳键除σ键外还有大π键，金刚石晶体中碳碳键只有σ键 分子组成和结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故CCl4、CBr4、CI4熔点依次升高 顶点、面心 C、O 变小 
【解析】
(1)Fe原子中3d能级上有4个电子未成对，其它轨道上的电子都成对，所以Fe原子中未成对电子数是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，还有一条未杂化的p轨道，所以石墨晶体中的碳碳键除σ键外还有大π键，所以石墨的C-C键的键长短；
(2)这几种物质都属于分子晶体，分子组成和结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故CCl4、CBr4、CI4熔点依次升高；
(3)a为Zn2+，a连接的离子为S2-，所以S2-位于晶胞顶点和面心上；
(4)①在图3所示的氧化石墨烯中，取sp3杂化形式的原子价层电子对个数是4，价层电子对个数是4的有C和O原子，所以采用sp3杂化形式的原子有C和O；
②石墨烯转化为氧化石墨烯时，1号C连接的O原子吸引电子能力较强，导致与1号C原子相邻C原子对电子的吸引力减小，所以1号C与相邻C原子间键能变小；
(5)单层石墨烯中每个六元环含碳原子个数为
=2，每个六边形的面积为
，12g单层石墨烯中碳原子个数为
；所以12g单层石墨烯单面的理论面积约为
m2。
同步练习强化拓展系列答案【题目】下列分子中，各分子的空间构型、中心原子的杂化方式以及孤电子对数均正确的是
选项 | 分子 | 空间构型 | 杂化方式 | 孤电子对数 |
A | NH3 | 平面三角形 | sp3杂化 | N含有一对孤电子对 |
B | CCl4 | 正四面体 | sp3杂化 | C不含有孤电子对 |
C | H2O | V形 | sp2杂化 | O含有两对孤电子对 |
D | CO32- | 三角锥形 | sp3杂化 | C含有一对孤电子对 |
A. AB. BC. CD. D
【题目】在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) 
CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示：
t ℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________________________。
（2）该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
（3）某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为______。
（4）若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K______1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
（5）830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积。平衡____移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
（6）若1 200 ℃时，在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L－1、2 mol·L－1、4 mol·L－1、4 mol·L－1，则此时上述反应的平衡移动方向为__________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
