Question

【題目】一定條件下，2L密閉容器中，金屬鈉和CO2可制得金剛石：4Na+3CO22Na2CO3+C(s，金剛石)。

（1）上述反應中涉及的元素原子的半徑從大到小的順序為：___。

（2）能證明碳元素與氧元素非金屬性強弱的事實是___(選填編號）。

a．最高價氧化物水化物的酸性 b．兩種元素的氣態氫化物的沸點

c．CO2中元素的化合價 d．與氫氣反應的難易程度

（3）高壓下，科學家成功地將CO2轉化為具有類似SiO2結構的原子晶體，比較兩種原子晶體的熔沸點：___，并說明理由：___。除了金剛石外，碳的單質還有許多同素異形體，比如石墨、C60等。石墨烯是由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，可由石墨剝離而成，是目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新材料。

（4）石墨烯中的碳原子間以___鍵結合，下列關于石墨烯的敘述正確的是___。

A.石墨烯與石墨屬于同位素

B.石墨烯與石墨完全燃燒的產物都是二氧化碳

C.石墨烯是一種烯烴。

D.12g石墨烯中含有6.02×1022個碳原子

Answer 1

【答案】Na＞C＞O cd CO2高 Si原子半徑大于C原子，Si-O鍵鍵長大于C-O鍵鍵長，Si-O鍵鍵能低，因此溶沸點低于CO2 共價 B

【解析】

(1)可根據同周期元素原子序數越大原子半徑越小；

(2) A．氧元素沒有含氧酸；

B．物理性質不能比較非金屬性強弱；

C．化合物中表現負價的元素，對鍵合電子的吸引力更強，非金屬性更強；

D．越易與氫氣化合，非金屬性越強；

(3)CO2轉化為具有類似SiO2結構的原子晶體后，不再存在單個CO2分子，結構發生了變化，屬化學變化，物理及化學性質也大有變化，熔點大大升高，這兩者不互為同分異構體。每個C有四個價電子，以單鍵結合四個O，形成空間網狀結構；

(4) 石墨烯是由碳原子以共價鍵組成的單質，

A．因題目中說明“石墨烯可由石墨剝離而成”，故不符合同位素的概念；

B．石墨烯與石墨都是由碳元素組成；

C．石墨烯只由C元素組成，是無機物；

D．12g石墨含碳原子數為×6.02×1023/mol=6.02×1023。

(1)上述元素中，涉及到的元素有Na、C、O三種，有元素周期律可推出原子半徑為Na＞C＞O；

(2) a．氧元素沒有含氧酸，不能利用最高價比較氧元素與C、O元素的非金屬性，故a錯誤；

b．沸點屬于物理性質，不能比較非金屬性強弱，故b錯誤；

c．元素的化合價，說明共用電子對偏移方向，化合物中表現負價的元素，對鍵合電子的吸引力更強，非金屬性更強，CO2中，碳原子的化合價為+4價，氧原子為-2價，氧原子對鍵合電子的吸引力更強，非金屬性更強，故c正確；

d．非金屬性越強，其氫化物熱穩定性越強，越易與氫氣化合，故可以通過比較與氫氣反應的難易程度，故d正確；

答案選cd；

(3)CO2轉化為具有類似SiO2結構的原子晶體后熔點大大升高，故CO2熔點高，Si原子半徑大于C原子，Si-O鍵鍵長大于C-O鍵鍵長，Si-O鍵鍵能低，因此熔沸點低于CO2；

(4) 石墨烯是由碳原子以共價鍵組成的單質；

A．石墨烯與石墨均是碳元素形成的單質，應是互為同素異形體的關系，而同位素應是同一元素不同原子間的互稱，故A錯誤；

B．石墨烯與石墨都是由碳元素組成，完全燃燒的產物都是二氧化碳，故B正確；

C．烴通常指只含碳、氫元素組成的有機化合物，而石墨烯是由碳原子構成的單質，故C錯誤；

D．12g石墨含碳原子數為×6.02×1023/mol=6.02×1023，故D錯誤；

答案選B。