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A.美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性.制备石墨烯方
更新时间: 2025-08-30 06:22:47
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问题描述:

A.美国《科学》杂志评出的2009年十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破.石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性.制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等.石墨烯的球棍模型及分子结构示意图如右:

(1)下列有关石墨烯说法正确的是______.

A.石墨烯的结构与金刚石相似

B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面

C.12g石墨烯含σ键数为NA

D.从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用

(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一,催化剂为金、铜、钴等金属或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合.

①钴原子在基态时,核外电子排布式为:______.

②乙醇沸点比氯乙烷高,主要原因是______.

③右图是金与铜形成的金属互化物合金,它的化学式可表示为:______.

④含碳源中属于非极性分子的是______(a.甲烷 b.乙炔 c.苯 d.乙醇)

⑤酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:______;酞菁铜分子中心离子的配位数为:______.

B.硫酸钾是重要的化工产品,生产方法很多,如曼海姆法、石膏两步转化法等.

(1)本实验中,采用抽滤方法,图中A、B两仪器名称分别为:______、______.

(2)在一部转化反应器中发生的反应为:CaSO4•2H2O+2NH4HCO3=(NH4)2SO4+CaCO3+CO2↑+3H2O,该步反应温度必须低于35℃,其主要目的是____________.

(3)在两步转化反应器中发生反应的化学方程式为____________.

(4)两步转化反应器中用乙二醇代替水作溶剂,其目的是____________.

(5)磷石膏主要成分为二水硫酸钙(CaSO4•2H2O),还含有未分解的磷矿,未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁铝氧化物等,欲检验母液中含Fe3+,可用亚铁氰化钾溶液检验,该检验反应的离子方程式为:______.

(6)该法优点除K2SO4产率高外,再列举一个优点____________.

李茂林回答:
  (1)A、石墨烯是平面结构,金刚石空间网状结构,故A错误; B.碳碳双键上所有原子都处于同一平面,所以导致石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面,故B正确;C.石墨烯中一个碳原子具有1.5个σ键,所以12g石墨烯含σ键数为1.5NA,故C错误;D.石墨结构中,石墨层与层之间存在分子间作用力,所以从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用力,故D正确;故选BD;(2)①钴是27号元素,钴原子核外有27个电子,根据构造原理书写基态原子的核外电子排布式,注意向排4s电子再排3d电子,所以基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,故答案为:[Ar]3d74s2;     ②分子晶体中,物质的熔沸点随着相对分子质量的增大而增大,但乙醇分子间能形成氢键导致乙醇的熔沸点大于氯乙烷的熔沸点,故答案为:乙醇分子间可形成氢键,而氯乙烷分子间无氢键;③每个晶胞中含有的铜原子数=6×12
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