【題目】據(jù)《自然》雜志于2018315日發(fā)布,中國留學(xué)生曹原用石墨烯實現(xiàn)了常溫超導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)將在很多領(lǐng)域發(fā)生顛覆性的革命。曹原被評為2018年度影響世界的十大科學(xué)人物的第一名。

1)下列說法中正確的是______。

a.碳的電子式是,可知碳原子最外層有4個單電子

b12 g石墨烯含共價鍵數(shù)為NA

c.從石墨剝離得石墨烯需克服共價鍵

d.石墨烯中含有多中心的大π

2COCl2分子的空間構(gòu)型是___。其中,電負性最大的元素的基態(tài)原子中,有_________種不同能量的電子。

3)獨立的NH3分子中,HNH鍵鍵角106.70。如圖是[Zn(NH3)6]2+離子的部分結(jié)構(gòu)以及其中HNH鍵鍵角。

請解釋[Zn(NH3)6]2+離子中HNH鍵角變?yōu)?/span>109.50的原因是________

4)化合物[EMIM][AlCl4]具有很高的應(yīng)用價值,其熔點只有7℃,其中EMIM+結(jié)構(gòu)如圖所示。

該物質(zhì)晶體的類型是_______。大π鍵可用符號 表示,其中m、n分別代表參與形成大π鍵的原子數(shù)和電子數(shù)。則EMIM+離子中的大π鍵應(yīng)表示為_______。

5)碳化鈣的電子式:,其晶胞如圖所示,晶胞邊長為a nm、CaC2相對式量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計算表達式為___________g·cm3;晶胞中Ca2+位于C22所形成的正八面體的體心,該正八面體的邊長為______nm。

【答案】d 平面三角形 3 氨分子與Zn2+形成配合物后,孤對電子與Zn2+成鍵,原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用,排斥作用減弱,所以H-N-H鍵角變大 離子晶體 (或0.707a

【解析】

1a.碳的電子式是,但碳原子最外層只有2p能級有2個單電子;

b.共價鍵分攤:每個碳原子周圍的3σ鍵分別被3個碳原子分攤(各占一半),每個碳原子分攤的σ鍵數(shù)為1.5,12g石墨烯即1molσ鍵數(shù)為1.5NA;

c.石墨烯層間可以滑動,說明層與層之間的作用力弱,是分子間作用力;

d.石墨烯中含有多中心的大π鍵。

2)分析C成鍵情況,結(jié)合VSEPR模型判斷;電負性最大的是O元素;

3)氨分子中有孤對電子。氨分子與Zn2+形成配合物后,孤對電子與Zn2+成鍵,原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用,排斥作用減弱,所以H-N-H鍵角變大;

4)化合物[EMIM][AlCl4]由陰、陽離子構(gòu)成;根據(jù)形成大π鍵的原子數(shù)和電子數(shù)分析;

5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm,晶胞體積=a×10-7cm3,該晶胞中Ca2個數(shù)=1+12×1/4=4,C22個數(shù)=8×1/8+6×1/2=4,其晶體密度=mV;晶胞中Ca2位于C22所形成的八面體的體心,該正八面體的邊長根據(jù)正方形對角線的長度計算。

1a.碳的電子式是,但碳原子最外層只有2p能級有2個單電子,故錯誤;

b.共價鍵分攤:每個碳原子周圍的3σ鍵分別被3個碳原子分攤(各占一半),每個碳原子分攤的σ鍵數(shù)為1.512g石墨烯即1molσ鍵數(shù)為1.5NA,故錯誤;

c.石墨烯層間可以滑動,說明層與層之間的作用力弱,是分子間作用力,故錯誤;

d.石墨烯中含有多中心的大π鍵,故正確。

故選d。

2COCl2分子中的C原子最外層的4個電子全部參與成鍵,C原子共形成1個雙鍵和2個單鍵,故其采取sp2雜化,該分子的空間構(gòu)型為平面三角形;

該分子中電負性最大的是O元素,基態(tài)氧原子中,有1s1種、2s1種、2p1種,即3種不同能量的電子;

3)氨分子中有孤對電子。氨分子與Zn2+形成配合物后,孤對電子與Zn2+成鍵,原孤對電子與成鍵電子對之間的排斥作用變?yōu)槌涉I電子對之間的排斥作用,排斥作用減弱,所以H-N-H鍵角變大;

4)化合物[EMIM][AlCl4]由陰、陽離子構(gòu)成,屬于離子晶體;EMIM+形成大π鍵的原子數(shù)為5、電子數(shù)為6,則EMIM+離子中的大π鍵應(yīng)表示為 ;

5)晶胞邊長為anm=a×10-7cm,晶胞體積=a×10-7cm3,該晶胞中Ca2個數(shù)=1+12×1/4=4,C22個數(shù)=8×1/8+6×1/2=4,其晶體密度=mV=M×4/[NA(a×10-7)3]g·cm3;晶胞中Ca2位于C22所形成的八面體的體心,該正八面體的平面對角線為 anm,則正八面體的邊長為 (或0.707anm.

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