【題目】石墨烯具有原子級的厚度、優(yōu)異的電學(xué)性能、出色的化學(xué)穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性。制備石墨烯方法有石墨剝離法、化學(xué)氣相沉積法等。石墨烯的球棍模型及分子結(jié)構(gòu)示意圖如下:
(1)下列有關(guān)石墨烯說法正確的是________。
A.石墨烯的結(jié)構(gòu)與金剛石相似
B.石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面
C.12 g石墨烯含σ鍵數(shù)為NA
D.從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力
(2)化學(xué)氣相沉積法是獲得大量石墨烯的有效方法之一,催化劑為金、銅、鈷等金屬或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一種或任意組合。
①鈷原子在基態(tài)時,核外電子排布式為________。
②乙醇沸點比氯乙烷高,主要原因是_______________________。
③下圖是金與銅形成的金屬互化物合金,它的化學(xué)式可表示為:________。
④含碳原子且屬于非極性分子的是________;
a.甲烷 b.乙炔 c.苯 d.乙醇
⑤酞菁與酞菁銅染料分子結(jié)構(gòu)如下圖,酞菁分子中氮原子采用的雜化方式有:________。
【答案】 BD [Ar]3d74s2 乙醇分子間可形成氫鍵,而氯乙烷分子間無氫鍵 Cu3Au或AuCu3 abc sp3和sp2雜化
【解析】(1)根據(jù)石墨烯的結(jié)構(gòu)分析,石墨烯是一種平面結(jié)構(gòu),根據(jù)一個碳原子含有的σ鍵判斷12g石墨烯中含有的σ鍵個數(shù);石墨中每層碳原子和每層碳原子之間存在分子間作用力;
(2)①根據(jù)構(gòu)造原理書寫鈷原子在基態(tài)時的核外電子排布式;
②根據(jù)氫鍵對物質(zhì)熔沸點的影響分析;
③利用均攤法確定化學(xué)式;
④根據(jù)分子的空間構(gòu)型判斷,以極性鍵結(jié)合的多原子分子如結(jié)構(gòu)對稱,正負電荷的重心重合,電荷分布均勻,則為非極性分子.
⑤由結(jié)構(gòu)式中的鍵和孤電子對數(shù)判斷氮原子采用的雜化方式。
(1)A、石墨烯是平面結(jié)構(gòu),金剛石空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),二者結(jié)構(gòu)不同,A錯誤;B.碳碳雙鍵上所有原子都處于同一平面,所以導(dǎo)致石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面,B正確;C.石墨烯中一個碳原子具有1.5個σ鍵,所以12g石墨烯含σ鍵數(shù)為1.5NA,C錯誤;D.石墨結(jié)構(gòu)中,石墨層與層之間存在分子間作用力,所以從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力,D正確。答案選BD;
(2)①鈷是27號元素,鈷原子核外有27個電子,根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)原子的核外電子排布式,注意先排4s電子再排3d電子,所以基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為[Ar]3d74s2;
②分子晶體中,物質(zhì)的熔沸點隨著相對分子質(zhì)量的增大而增大,但乙醇分子間能形成氫鍵導(dǎo)致乙醇的熔沸點大于氯乙烷的熔沸點;
③每個晶胞中含有的銅原子數(shù)=1/2×6=3,含有的金原子數(shù)=1/8×8=1,所以它的化學(xué)式可表示為:Cu3Au或AuCu3;
④a.甲烷是正四面體結(jié)構(gòu),屬于對稱結(jié)構(gòu),所以是非極性分子;b.乙炔是直線型結(jié)構(gòu),屬于對稱結(jié)構(gòu),所以是非極性分子;c.苯是平面結(jié)構(gòu),屬于對稱結(jié)構(gòu),所以是非極性分子;d.乙醇不是對稱結(jié)構(gòu),所以是極性分子。答案選abc;
⑤酞菁分子中部分氮原子含有2個σ鍵、一個孤對電子,所以采取sp2雜化,部分氮原子含有3個σ鍵、一個孤對電子,所以采取sp3雜化。
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【題目】人們發(fā)現(xiàn)金星大氣層有一種稱之為羰基硫(COS)的分子,其結(jié)構(gòu)與CO2類似,羰基硫是一種與生命密切相關(guān)的物質(zhì),下列推測不正確的是( )
A. COS是含有極性鍵的共價化合物B. COS的沸點比CO2高
C. COS 電子式為D. COS中所有原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
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【題目】下列反應(yīng)的離子方程式正確的是 ( )
A. 用醋酸除去水垢:2H++CaCO3===Ca2++CO2↑+H2O
B. 酸性氯化亞鐵溶液中加入雙氧水2Fe2++H2O2===2Fe3++O2↑+2H+
C. NaAlO2溶液中通入過量CO2:2AlO2—+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
D. 電解飽和食鹽水獲取燒堿和氯氣:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
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【題目】有下列物質(zhì):①O2 ②CO2 ③NH3 ④Na2O ⑤Na2O2 ⑥NaOH ⑦MgCl2 ⑧H2O2 ⑨NH4Cl ⑩N2,回答下列問題:
(1)只含有極性鍵的是__;只含有非極性鍵的是__;只含有離子鍵的離子化合物是___;含有非極性鍵的離子化合物是____。(均填序號)
(2)寫出⑤、⑨的電子式_____、______
(3)用電子式表示MgCl2的形成過程:____________。
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【題目】請按要求填空:
(1)Mg是第3周期元素,該周期部分元素氟化物的熔點見下表:
①解釋表中氟化物熔點差異的原因:
a._____________________________________________________________________。
b.____________________________________________________________________。
②硅在一定條件下可以與Cl2反應(yīng)生成SiCl4,試判斷SiCl4的沸點比CCl4的________(填“高”或“低”),理由________________________________。
(2)下列物質(zhì)變化,只與范德華力有關(guān)的是_________。
a.干冰熔化 b.乙酸汽化 c.石英熔融 d.HCONHCH2CH3溶于水 e.碘溶于四氯化碳
(3)C,N元素形成的新材料具有如下圖所示結(jié)構(gòu),該晶體的化學(xué)式為:_____________。
(4)FeCl3常溫下為固體,熔點282 ℃,沸點315 ℃,在300 ℃以上升華。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷FeCl3的晶體類型為_________________。
(5)氮化碳和氮化硅晶體結(jié)構(gòu)相似,是新型的非金屬高溫陶瓷材料,它們的硬度大,熔點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
①氮化硅的硬度________(“大于”或“小于”)氮化碳的硬度,原因是________________。
②下列物質(zhì)熔化時所克服的微粒間的作用力與氮化硅熔化時所克服的微粒間的作用力相同的是_________。
a.單質(zhì)I2和晶體硅 b.冰和干冰
c.碳化硅和二氧化硅 d.石墨和氧化鎂
③已知氮化硅的晶體結(jié)構(gòu)中,原子間都以單鍵相連,且氮原子與氮原子不直接相連、硅原子與硅原子不直接相連,同時每個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),請寫出氮化硅的化學(xué)式________。
(6)第ⅢA,ⅤA元素組成的化合物GaN、GaP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似。在GaN晶體中,每個Ga原子與______個N原子相連,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為________。在四大晶體類型中,GaN屬于____晶體。
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【題目】人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池,以滿足不同的需要,廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面,請根據(jù)題中提供的信息,填寫空格。
(1)鉛蓄電池在放電時發(fā)生的電池反應(yīng)式為:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。正極電極反應(yīng)為__________。
(2)某學(xué)習(xí)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag++Cu===Cu2++2Ag設(shè)計成原電池,則負極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ________,當(dāng)反應(yīng)進行到一段時間后取出電極材料,測得某一電極增重了5.4g,則該原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了的電子數(shù)目是_________。
(3)燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置,如下圖是電解質(zhì)為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖,回答下列問題:
①該電池的正極反應(yīng)式__________________________。
②若該電池的效率80%,當(dāng)外電路通過0.2mo1電子時,消耗O2的體積____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
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【題目】300mL硫酸鋁溶液中,含Al3+為1.62g,在該溶液中加入0.1mol/L氫氧化鋇溶液300mL,反應(yīng)后溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量濃度為(忽略溶液混合體積的變化)
A. 0.4mol/L B. 0.3mol/L C. 0.2mol/L D. 0.1mol/L
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 纖維素三硝酸酯的結(jié)構(gòu)簡式為
B. 化合物是苯的同系物
C. 按系統(tǒng)命名法,化合物的名稱為2,3,3-三甲基丁烷
D. 1 mol阿斯匹林()與足量的NaOH溶液反應(yīng),消耗NaOH最大的物質(zhì)的量為2mol
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【題目】如下圖所示(B中冷卻裝置未畫出),將氯氣和空氣(不參與反應(yīng))以體積比約1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O,并用水吸收Cl2O制備次氯酸溶液。
已知:Cl2O極易溶于水并與水反應(yīng)生成HClO;Cl2O的沸點為3.8 ℃,42 ℃以上分解為Cl2和O2。
(1)①實驗中控制氯氣與空氣體積比的方法是____________________________。
②為使反應(yīng)充分進行,實驗中采取的措施有______________________________。
③裝置D的作用是______________________________。
(2)①裝置B中產(chǎn)生Cl2O的化學(xué)方程式為:____________________________________。
②若B無冷卻裝置,則進入C中的Cl2O會大量減少。其原因是_____________________。
(3)裝置C中采用棕色圓底燒瓶是因為______________________________________。
(4)已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。測定C中次氯酸溶液的物質(zhì)的量濃度的實驗方案為:用______(填“酸”或“堿”)式滴定管取20.00 mL次氯酸溶液,加入足量的______,再加入足量的______,過濾,洗滌沉淀,在真空干燥箱中干燥,用電子天平稱量沉淀質(zhì)量。 (可選用的試劑:H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液)。
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