Question

石墨烯具有原子級的厚度、優異的電學性能、出色的化學穩定性和熱力學穩定性．制備石墨烯的方法有石墨剝離法、化學氣相沉積等．石墨烯的球棍模型及分子結構示意圖如下：

（1）下列有關石墨烯說法正確的是

 

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A．石墨烯的結構與金剛石相似
B．石墨烯中六元環與碳原子數之比為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基態鈷原子的外圍電子排布式為

 

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②1mol乙炔分子中含有π鍵的數目為

 

．
③含碳源中屬于非極性分子的是

 

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a．乙醇        b．乙炔        c．苯
④酞菁與酞菁銅染料分子結構如圖，請用“→”標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

 

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⑤CuH的晶體結構如圖1所示，該晶體中Cu⁺的配位數為

 

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

 

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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,不同晶體的結構微粒及微粒間作用力的區別

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據石墨烯的結構分析，石墨烯是一種平面結構，根據一個碳原子含有的σ鍵判斷12g石墨烯中含有的σ鍵個數；石墨中每層碳原子和每層碳原子之間存在作用力；
（2））①根據構造原理書寫鈷原子在基態時的外圍電子排布式；
②一個乙炔分子中含有2個π鍵；
③根據分子的根據構型判斷，以極性鍵結合的多原子分子如結構對稱，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N原子價層電子對個數確定其雜化方式，配位鍵由提供孤電子對的原子指向提供空軌道的原子；
⑤根據圖知，亞銅離子配位數是4，CuH在氯氣中燃燒的化學方程式為：2CuH+3Cl₂=2CuCl₂+2HCl．

解答： 解：（1）A、石墨烯是平面結構，金剛石空間網狀結構，故A錯誤；
B．利用均攤法知，每個六元環含有C原子個數是2，所以石墨烯中六元環與碳原子數之比為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．石墨結構中，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，根據構造原理知基態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鍵數目為2N_A；故答案為：2N_A；
③a．乙醇不是對稱結構，正負電荷重心不重合，所以是極性分子；
b．乙炔是直線型結構，屬于對稱結構，所以是非極性分子．
c．苯是平面結構，屬于對稱結構，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為4；CuH在氯氣中燃燒的化學方程式為：2CuH+3Cl₂=2CuCl₂+2HCl，故答案為：4；2CuH+3Cl₂=2CuCl₂+2HCl．

點評：本題考查了物質結構和性質，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、構造原理等知識點分析解答，難點是配位數的計算、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．