Question

【題目】據(jù)《自然》雜志于2018年3月15日發(fā)布，中國留學(xué)生曹原用石墨烯實(shí)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(píng)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(gè)單電子

b．12 g石墨烯含共價(jià)鍵數(shù)為NA

c．從石墨剝離得石墨烯需克服共價(jià)鍵

d．石墨烯中含有多中心的大π鍵

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

（3）獨(dú)立的NH3分子中，H－N－H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H－N－H鍵鍵角。

請解釋[Zn(NH3)6]2+離子中H－N－H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(jià)值，其熔點(diǎn)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(hào) 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(jì)算表達(dá)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。

Answer 1

【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】

（1）a．碳的電子式是，但碳原子最外層只有2p能級(jí)有2個(gè)單電子；

b．共價(jià)鍵分?jǐn)偅好總�(gè)碳原子周圍的3個(gè)σ鍵分別被3個(gè)碳原子分?jǐn)偅ǜ髡家话耄�，每個(gè)碳原子分?jǐn)偟?/span>σ鍵數(shù)為1.5，12g石墨烯即1mol含σ鍵數(shù)為1.5NA；

c．石墨烯層間可以滑動(dòng)，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(fù)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×10-7cm）3，該晶胞中Ca2＋個(gè)數(shù)=1+12×1/4=4，C22－個(gè)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(jì)算。

（1）a．碳的電子式是，但碳原子最外層只有2p能級(jí)有2個(gè)單電子，故錯(cuò)誤；

b．共價(jià)鍵分?jǐn)偅好總�(gè)碳原子周圍的3個(gè)σ鍵分別被3個(gè)碳原子分?jǐn)偅ǜ髡家话耄�，每個(gè)碳原子分?jǐn)偟?/span>σ鍵數(shù)為1.5，12g石墨烯即1mol含σ鍵數(shù)為1.5NA，故錯(cuò)誤；

c．石墨烯層間可以滑動(dòng)，說明層與層之間的作用力弱，是分子間作用力，故錯(cuò)誤；

d．石墨烯中含有多中心的大π鍵，故正確。

故選d。

（2）COCl2分子中的C原子最外層的4個(gè)電子全部參與成鍵，C原子共形成1個(gè)雙鍵和2個(gè)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(fù)性最大的是O元素，基態(tài)氧原子中，有1s上1種、2s上1種、2p上1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×10-7cm）3，該晶胞中Ca2＋個(gè)數(shù)=1+12×1/4=4，C22－個(gè)數(shù)=8×1/8+6×1/2=4，其晶體密度=mV=M×4/[NA(a×10-7)3]g·cm－3；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0.707a）nm.