Question

【題目】英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁。諾沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功獲得超薄材料石墨烯而獲諾貝爾獎。制備石墨烯方法有石墨剝離法、化學氣相沉積法等。石墨烯的球棍模型示意圖如下：

（1）下列有關石墨烯說法正確的是_________。

A.鍵長：石量烯>金剛石

B.石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面

C.12g石墨烯含σ鍵數為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銅原子在基態時，在有電子填充的能級中，能量最高的能級符號為___________；第四周期元素中，最外層電子數與銅相同的元素還有_______________。

②乙醇的沸點要高于相對分子質量比它還高的丁烷，請解釋原因_____________。

③下列分子屬于非極性分子的是__________。

a.甲烷 b.二氯甲烷 c.苯 d.乙醇

④酞菁與酞菁銅染料分子結構如圖，酞菁分子中氮原子采用的雜化方式是__________；酞菁銅分子中心原子的配位數為____________。

⑤金與銅可形成的金屬互化物合金(如圖，該晶胞中，Au占據立方體的8個頂點)，它的化學式可表示為____________；在Au周圍最近并距離相等的Cu有___________個，若2個Cu原子核的最小距離為dpm，該晶體的密度可以表示為_________g/cm3。(阿伏伽德羅常數用NA表示)

Answer 1

【答案】 BD 3d K 、Cr 乙醇分子間可形成氫鍵而丁烷分子間不能形成氫鍵 a、c sp3 sp2 2 Cu3Au或AuCu3 12

【解析】（1）A、石墨比金剛石穩定，故石量烯的鍵長小于金剛石，故A錯誤；B.石墨烯分子是層狀結構，所有原子可以處于同一平面，故B正確；C、12g石墨烯為1molC，1molC有1.5molσ鍵，故12g石墨烯含σ鍵數為1.5NA，故C錯誤；D、石墨結構中層與層之間是分子間作用力，故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BD。

（2）①銅原子的基態原子中，有電子填充的能級中，能量最高的能級符號為3d，Cu的最外層有1個電子，第四周期元素中，最外層電子數與銅相同的元素還有K 、Cr；

②乙醇的沸點要高于相對分子質量比它還高的丁烷，因為乙醇分子間可形成氫鍵而丁烷分子間不能形成氫鍵，丁烷分子間只有范德華力，范德華力的強度小于氫鍵的強度；

③甲烷、苯是非極性分子，二氯甲烷和乙醇是極性分子，故選a、c；

④根據圖示，酞菁分子中，氮原子有兩種，一種有3個σ鍵，1對孤對電子，是sp3雜化，另一種N連接雙鍵，有2個σ鍵，1對孤對電子，是sp2雜化；酞菁銅分子中心原子Cu和4個N形成配位鍵，故其配位數為4；

⑤金與銅可形成的金屬互化物合金的化學式根據均攤法，其化學式為Cu3Au或AuCu3；在Au周圍最近并距離相等的Cu有12個，2個Cu原子核的最小距離為晶胞面對角的一半，為dpm，則晶胞邊長為：d pm，該晶體的密度可以為 =g/cm3。