2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫．共同工作多年的二人因“突破性地用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖．制备石墨烯方法有石墨剥离法.化学气相沉积法等．石墨烯的球棍模型示意图如图1:(1)下列有关石墨烯说法正确的是BDBD．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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫．共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖．制备石墨烯方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等．石墨烯的球棍模型示意图如图1：

（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N_A
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力
（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

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²

．
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是

乙醇分子间存在氢键，使得其溶沸点升高，而乙烷不存在氢键

．
③金与铜可形成的金属互化物合金（如图2），它的化学式可表示为

Cu₃Au或AuCu₃

．
④下列含碳源中属于非极性分子的是

abc

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图3，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是

sp³和sp²

；酞菁铜分子中心原子的配位数为

．

分析：（1）A．石墨烯是平面结构，金刚石空间网状结构；
B．石墨烯是平面形分子；
C．一个碳原子形成一个双键和两个单键，1个单键就是1个σ键，1个双键就是1个σ键和1个π键；
D．石墨层内是共价键，石墨层与层之间的作用力是范德华力；
①根据基态电子排布式的书写方法来回答；
②氢键的存在，影响到物质的某些性质，如熔点、沸点等．
③利用均摊法计算晶胞中含有的原子数；
④根据正负电荷重心重合为非极性分子，正负电荷重心不重合为极性分子，据此结合选项解答；
⑤由结构式中的键和孤电子对数判断氮原子采用的杂化方式；根据结构直接去寻找与其相邻的原子并结合化学式去确定．

解答：解：（1）A．石墨烯是平面结构，金刚石空间网状结构，所以石墨烯的结构与金刚石不相似，故A错误；
B．石墨烯是平面形分子，分子中所有原子可以处于同一平面，故B正确；
C．一个碳原子中含有

个单键，即

个σ键，所以12g石墨烯含σ键数为

N_A，故C错误；
D．石墨层内是共价键，石墨层与层之间的作用力是范德华力，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：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²；
②乙醇分子间存在氢键，使得其溶沸点升高，而乙烷不存在氢键，
故答案为：乙醇分子间存在氢键，使得其溶沸点升高，而乙烷不存在氢键，
③该晶胞中含Cu原子个数=6×

=3，含有Au=8×

=1，所以其化学式为Cu₃Au或AuCu₃，故答案为：Cu₃Au或AuCu₃；
④a．甲烷为正四面体，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故a正确；
b．乙炔为直线形分子，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故b正确；
c．苯为平面正六边形，结构对称，正负电荷的中心重合，属于非极性分子，故c正确；
d．乙醇结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，故d错误；
故选：abc；
⑤酞菁分子中部分氮原子含有2个σ键一个孤对电子，所以采取sp²杂化，部分氮原子含有3个σ键一个孤对电子，所以采取sp³杂化，该分子中能提供孤对电子的氮原子才是配原子，所以酞菁铜分子中心原子的配位数为：2；
故答案为：sp³和sp²；2；

点评：本题考查了物质结构知识，难度较大，注意形成配位键的本质、配位数的确定方法和确定中心原子的杂化类型，这些都是高考的重点．

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瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料．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如图1所示．
（1）下列有关石墨烯说法正确的是

．（填序号）
A．石墨烯中的C原子杂化方式均为sp³
B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
C．石墨烯与石墨互为同位素
D．12g石墨烯含σ键数为1.5N_A
（2）化学气相沉积法是制备石墨烯的方法之一，该方法包括如下步骤：将带有催化剂的衬底放入无氧的反应器中，使衬底的温度达到500～1200℃，然后向所述反应器中通入含碳物质，得到石墨烯．其中，催化剂为金、铜或钴等金属或合金，含碳物质可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合．
①基态钴原子的外围电子排布式为

[Ar]3d⁷4s²

．
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是

乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键

．
③如图2是金与铜形成的合金的一个晶胞，晶体中Au与Cu的原子个数比为

1：3

．每个Au原子周围等距离且最近的Cu原子数为

．
④乙炔可由CaC₂与水反应制得，与CaC₂中C₂^2-互为等电子体的有

N₂

、

O₂²⁺

．（写出符合条件的一种分子和一种离子的化学式）

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2010年诺贝尔物理学奖授予英国的两位科学家，以表彰他们在石墨烯材料领域的卓越研究．科学家预测，该材料有可能代替晶体硅在电子工业的地位，从而引发电子工业的新革命．目前晶体硅在电子工业中的作用是（　　）

A．制光导纤维

B．制半导体

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D．制硅橡胶

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（2012?长宁区二模）短周期中常见金属X、石墨和二氧化钛（TiO₂）按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料（在火箭和导弹上有重要应用）．根据题意完成下列填空：
（1）X的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，X的离子结构示意图为

，写出X的最高价氧化物对应的水化物在强碱性溶液中主要发生的电离方程式：

Al（OH）₃=H⁺+AlO₂^-+H₂O

．
（2）石墨是最常见的碳单质．石墨烯（如图）是单层的石墨，发现它的科学家获得了2010年诺贝尔物理学奖．下列有关石墨烯的叙述正确的是

．
a．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面
b．石墨烯中的碳碳键的键角是60°
c．石墨烯中碳原子的化合价为+3
d．石墨烯可导电，说明它是电解质
e．石墨烯的结构与金刚石相似
f．石墨烯的熔点很低
g．从石墨剥离得石墨烯需克服范德华力
（3）钛是目前金属材料中比强度（强度与密度的比值）最大的金属．其外围电子排布为：3d²4s²，可见，钛原子核外有

种不同运动状态的电子，有

种不同能量的轨道．
（4）题干中所示反应的化学方程式为：

4Al+3TiO₂+3C

电解

2Al₂O₃+3TiC

4Al+3TiO₂+3C

电解

2Al₂O₃+3TiC

．

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2010年10月5日北京时间17时45分瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫．共事多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯（如图）而获奖．下列说法正确的是（　　）

A．石墨烯与石墨互为同位素

B．石墨烯是碳的一种同素异形体

C．石墨烯属于烃类

D．石墨烯与金刚石都属于原子晶体

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2010年10月5日17时45分，瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是目前科技研究的热点，可看作将石墨的层状结构一层一层的剥开得到的单层碳原子（结构如图所示）．将氢气加入到石墨烯中开发出一种具有突破性的新材料石墨烷，下列说法中正确的是（　　）

A、石墨烯是高分子化合物

B、石墨烯与石墨烷互为同素异形体

C、一定条件下石墨烯可与H₂发生加成反应

D、根据结构示意图可知，石墨烯不能导电

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