Question

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．制備石墨烯的方法有石墨剝離法、化學(xué)氣相沉積等．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．石墨烯中六元環(huán)與碳原子數(shù)之比為1：3
C．石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面
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基態(tài)鈷原子的外圍電子排布式為

 

．
②1mol乙炔分子中含有π鍵的數(shù)目為

 

．
③含碳源中屬于非極性分子的是

 

．
a．乙醇        b．乙炔        c．苯
④酞菁與酞菁銅染料分子結(jié)構(gòu)如圖，請用“→”標(biāo)出酞菁銅分子中與中心離子之間的配位鍵．酞菁分子中氮原子采用的雜化方式有

 

．

⑤CuH的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示，該晶體中Cu⁺的配位數(shù)為

 

．CuH具有許多特殊性質(zhì)，如易分解、能與水反應(yīng)、在氯氣中燃燒等．寫出CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,配合物的成鍵情況,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（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作用力；
（2））①根據(jù)構(gòu)造原理書寫鈷原子在基態(tài)時的外圍電子排布式；
②一個乙炔分子中含有2個π鍵；
③根據(jù)分子的根據(jù)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；
④根據(jù)N原子價層電子對個數(shù)確定其雜化方式，配位鍵由提供孤電子對的原子指向提供空軌道的原子；
⑤根據(jù)圖知，亞銅離子配位數(shù)是4，CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為：2CuH+3Cl₂=2CuCl₂+2HCl．

解答： 解：（1）A、石墨烯是平面結(jié)構(gòu)，金剛石空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，故A錯誤；
B．利用均攤法知，每個六元環(huán)含有C原子個數(shù)是2，所以石墨烯中六元環(huán)與碳原子數(shù)之比為1：2，故B錯誤；
C．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，故C正確；
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，故D正確；
故選CD；
（2）①鈷是27號元素，鈷原子核外有27個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為[Ar]3d⁷4s²，外圍電子排布式為3d⁷4s²，故答案為：3d⁷4s²；     
②一個乙炔分子中含有兩個π鍵，則1mol乙炔中π鍵數(shù)目為2N_A；故答案為：2N_A；
③a．乙醇不是對稱結(jié)構(gòu)，正負電荷重心不重合，所以是極性分子；
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．  
故選bc；  
④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；該分子中能提供孤對電子的氮原子是配原子，所以畫出的配位鍵為上下兩個氮原子向銅原子提供孤電子對，為，
故答案為：；sp³和sp²；

⑤根據(jù)圖片知，該晶胞中亞銅離子連接4個H^-，所以亞銅離子配位數(shù)為4；CuH在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為：2CuH+3Cl₂=2CuCl₂+2HCl，故答案為：4；2CuH+3Cl₂=2CuCl₂+2HCl．

點評：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞計算、配位鍵、核外電子排布式的書寫、分子極性的判斷等知識點，這些知識點都是高考熱點，利用均攤法、配位鍵概念、構(gòu)造原理等知識點分析解答，難點是配位數(shù)的計算、配位鍵的畫法，注意核外電子排布中先排4s電子后排3d電子，為易錯點．