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【題目】碳元素的單質有多種形式,下圖依次是C60、石墨和金剛石的結構示意圖:

回答下列問題:

(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質形式,它們互為_______。

(2)金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化形式分別為_____、______

(3)C60屬于_____晶體,石墨屬于______晶體。

(4)石墨晶體中,層內C-C鍵的鍵長為142 pm,而金剛石中C-C鍵的鍵長為154 pm。其原因是金剛石中只存在C-C間的______共價鍵.而石墨層內的C-C間不僅存在_____共價鍵,還有______鍵。

(5)金剛石晶胞含有_____個碳原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a , 根據硬球接觸模型,則r =_____a。

【答案】 同素異形體 sp3 sp2 分子 混合 δ δ π 8 。

【解析】(1)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質,性質不同,它們互稱同素異形體。(2)在金剛石中碳原子的四個價電子與四個C原子形成四個共價鍵,C的雜化形式是sp3;在石墨烯(指單層石墨)中碳原子與相鄰的三個C原子形成三個共價鍵,C的雜化形式為sp2;(3)C60是由60C原子形成的分子,屬于分子晶體。而石墨在層內原子間以共價鍵結合,在層間以分子間作用力結合,所以石墨屬于混合晶體;(4)在金剛石中只存在C-C間的σ共價鍵;在石墨層內的C-C間不僅存在σ共價鍵,還存在π鍵。(5)根據金剛石的立體網狀結構可判斷金剛石晶胞屬A4型,頂點8個,相當于1C原子,然后面心上6個,相當于3C原子,而在其8個四面體空隙中有一半也是C原子,且在晶胞內,故還有4C原子,加在一起,可得一個金剛石晶胞中有8C原子。若碳原子半徑為r,金剛石晶胞的邊長為a,根據硬球接觸模型,則正方體對角線的1/4就是C-C鍵的鍵長,即,所以r=a。

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1)請按反應的先后順序寫出前者的化學方程式和后者的離子方程式_____________________。

2)整個過程中被還原的元素有 _________ 。(填序號)

3)第一階段反應中電子轉移的情況 _________ _________。(填元素符號)

4)若兩個階段反應的還原產物物質的量為11,則兩個階段轉移電子數之比為________ 。

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2相同條件下,某Cl2O2混合氣體100 mL恰好與150 mL H2化合生成HClH2O,則混合氣體中Cl2O2的體積比為__________,混合氣體的平均相對分子質量為____________

3兩個相同容積的密閉容器X、Y,在25 ℃下,X中充入a g A氣體,Y中充入a g CH4氣體,XY內的壓強之比是411,則A的摩爾質量為____________。

4在同溫、同壓下,實驗測得CO、N2O2三種氣體的混合氣體的密度是H214.5倍,其中O2的質量分數為____________ (計算結果保留1位小數) 。若其中CON2的物質的量之比為11,則混合氣體中氧元素的質量分數為_______________ (計算結果保留1位小數)。

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