据《自然》杂志于2018年3月15日发布，中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。这一发现将...

据《自然》杂志于2018年3月15日发布，中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。曹原被评为2018年度影响世界的十大科学人物的第一名。

（1）下列说法中正确的是______。

a．碳的电子式是，可知碳原子最外层有4个单电子

b．12 g石墨烯含共价键数为NA

c．从石墨剥离得石墨烯需克服共价键

d．石墨烯中含有多中心的大π键

（2）COCl2分子的空间构型是___。其中，电负性最大的元素的基态原子中，有_________种不同能量的电子。

（3）独立的NH3分子中，H－N－H键键角106.70。如图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及其中H－N－H键键角。

请解释[Zn(NH3)6]2+离子中H－N－H键角变为109.50的原因是________。

（4）化合物[EMIM][AlCl4]具有很高的应用价值，其熔点只有7℃，其中EMIM+结构如图所示。

该物质晶体的类型是_______。大π键可用符号 表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子数和电子数。则EMIM+离子中的大π键应表示为_______。

（5）碳化钙的电子式：，其晶胞如图所示，晶胞边长为a nm、CaC2相对式量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3；晶胞中Ca2+位于C22－所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为______nm。

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《自然》杂志于2018年3月15日发布，中国留学生曹原用石墨烯实现了常温超导。这一发现将在很多领域发生颠覆性的革命。镓(Ga)、硒(Se)的单质及某些化合物如砷化镓等都是常用的半导体材料，超导和半导体材料都广泛应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。请回答下列与碳、砷、镓、硒有关的问题。

(1)基态硒原子的核外价层电子排布式为___，与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有___种，SeO3的空间构型是___。

(2)化合物[EMIM][AlCl4]具有很高的应用价值，EMIM+结构如图所示。

①EMIM+离子中各元素电负性由大到小的顺序是___。

②EMIM+离子中碳原子的杂化轨道类型为___。

③大π键可用符号π表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子数和电子数，则EMIM+离子中的大π键应表示___。

(3)石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯如图所示，转化后1号C原子与相邻C原子间键能变小，原因是___。

(4)GaAs为原子晶体，密度为ρg•cm-3，其晶胞结构如图所示，Ga和As的原子半径分别为apm和bpm，GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为A，则阿伏加德罗常数的值为NA=___。(用字母表示)

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党的十八大以来，我国在科技创新和重大工程建设方面取得了丰硕成果，在新时代更需要新科技创新世界。2018年3月5日,《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班现年仅21岁的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态,可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料（如图甲）,石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）。

（1）图乙中1号C与相邻C有无形成π键__________（填“有”、或“无”）。

（2）图甲中1号C的杂化方式________。该C与相邻C形成的键角______（填“>”、“<”或“=”）1200。

（3）我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是____________________。

（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60）,某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为______________,该材料的化学式为_______________。

（5）金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________（用含π的代数式表示）。

（6）一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如下图所示）的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_________；

②有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想能否实现：________ （填“能”、或“否”）。

可燃冰与二氧化碳替换的水合物的熔点较高的是_________。

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党的十八大以来，我国在科技创新和重大工程建设方面取得了丰硕成果，在新时代更需要新科技创新世界。2018年3月5日,《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班现年仅21岁的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态,可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料（如图甲）,石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（如图乙）。

（1）图乙中1号C与相邻C有无形成π键__________（填“有”、或“无”）。

（2）图甲中1号C的杂化方式________。该C与相邻C形成的键角______（填“>”、“<”或“=”）1200。

（3）我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是____________________。

（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60）,某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为______________,该材料的化学式为_______________。

（5）金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________（用含π的代数式表示）。

（6）一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构（如下图所示）的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_________；

②有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想能否实现：________ （填“能”、或“否”）。

可燃冰与二氧化碳替换的水合物的熔点较高的是_________。

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党的十八大以来，我国在科技创新和重大工程建设方面取得了丰硕成果，在新时代更需要新科技创新世界。2018年3月5日,《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班现年仅21岁的曹原。曹原团队在双层石墨烯中发现新的电子态,可以简单实现绝缘体到超导体的转变。石墨烯是一种由碳原子组成六角形呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料(如图甲),石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(如图乙)。

(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为__________。

(2)图乙中,1号C的杂化方式是__________, 该C与相邻C形成的键角__________(填“>”、“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。

(3)我国制墨工艺是将50 nm左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是____________________。

(4)石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中M原子的个数为____________,该材料的化学式为_______________。

(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________。

(6)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是___________________________；

②为开采深海海底的“可燃冰",有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,结合图表从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是：___________________。

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作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（AnD．re Geim）和克斯特亚·诺沃消洛夫（Konstantin　　　 Novoselov）从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯(如图)。

石墨　　　　　　　　　　 石墨稀

（1））石墨、金刚石、C60等互称为___________________；

（2）已知25℃,101KPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

C(石墨) + O2(g) = CO2(g)；△H=－393.51kJ.mol-1

C(金刚石) + O2(g) = CO2(g)；△H=－395.41kJ.mol-1

C(金刚石)=C(石墨);△H =________kJ/mol

（3）石墨和金刚石相比，更稳定的是：________________；

（4）请用化学知识解释科学家为什么可以用特殊的胶带将石墨不断地粘撕得到石墨烯： _______________。

（5）12g石墨烯中含有___________NA个如图所示的六元环。

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2018年5月美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：

下列说法正确的是（　　　 ）

A. 图中能量转化方式只有2种

B. H+向a极区移动

C. b极发生的电极反应为：N2+6H++6e－=2NH3

D. a极上每产生22.4LO2流过电极的电子数一定为4×6.02×1023

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（8分）【化学－物质结构与性质】

硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域应用。

（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为________，B原子的杂化类型为________。

（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。下图示意的是磷化硼的晶体结构单元，则磷化硼的化学式为________，微粒间存在的作用力为________。

（3）正硼酸（H₃BO₃）是一种片层状结构白色晶体，层内的H₃BO₃分子间通过氢键相连（如下图）。

①硼酸分子中B最外层有________个电子，1 mol H₃BO₃的晶体中有________ mol氢键。

②硼酸溶于水应生成弱电解质一水合硼酸H₂OB（OH）₃，它电离生成少量[B（OH）₄]^－ 和的H^＋ 离子。则硼酸为________元酸， [B（OH）₄]^－含有的化学键类型为________。

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硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。

（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为________，B原子的杂化类型为________。

（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。图（a）是磷化硼晶体的晶胞示意图，则磷化硼的化学式为________，该晶体的晶体类型是________。

（3）正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连[如图（b）]。

①硼酸分子中B最外层有________个电子，1 mol H3BO3的晶体中有________mol氢键。

②硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B（OH）3·H2O，它电离生成少量[B（OH）4]－和H＋离子。则硼酸为________元酸，[B（OH）4]－含有的化学键类型为________。

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2018年10月在《自然－催化》杂志上刊登了中科院院士李灿发表的有关高效单核催化剂的文章，为实现“液态阳光”构想迈出了关键一步。“液态阳光”是指由阳光、二氧化碳和水通过人工光合作用得到的绿色液态燃料。下列有关“液态阳光”的说法错误的是

A.煤气化得到的水煤气不属于“液态阳光”

B.“液态阳光”的主要成分可能为甲醇、乙醇和氨基酸

C.“液态阳光”行动有利于可持续发展和应对气候的变化

D.“液态阳光”有望解决全球化石燃料面临枯竭的难题

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