石墨晶体结构如下图所示: 每一层由无数个正六边形构成.则平均每个正六边所含的碳原子数为: A.6 B.4 C.3 D.2 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成,如右图所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。

(1)该晶胞的碳原子个数       

(2)写出晶胞内各碳的原子坐标。

                                             

(3)已知石墨的层间距为334.8 pm,C-C键长为142 pm,计算石墨晶体的密度为          

石墨可用作锂离子电池的负极材料,充电时发生下述反应:Li1-xC6+x Li+x e→ LiC6  其结果是,Li嵌入石墨的A、B层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为LiC6的嵌入化合物。

(4)右图给出了一个Li沿C轴投影在A层上的位置,试在右图上标出与该离子临近的其他6个Li的投影位置。

(5)在LiC6中,Li与相邻石墨六元环的作用力属何种键型?      

(6)某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li,写出它的化学式。        

锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。已知LiNiO2中Li和Ni3均处于氧离子组成的正八面体体心位置,但处于不同层中。

(7)将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到770℃可得LiNiO2,试写出反应方程式。                         

(8)写出LiNiO2正极的充电反应方程式。                                 

(9)锂离子完全脱嵌时 LiNiO2 的层状结构会变得不稳定,用铝取代部分镍形成LiNi1-y Al y O2。可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用,为什么?

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C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中的一层结构):

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为(    )

A.同分异构体           B.同素异形体            C.同系物            D.同位素

(2)固态时,C60属于__________晶体(填“离子”“原子”或“分子”),C60分子中含有双键的数目是__________。

(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是__________NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中,硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是__________。

(4)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是__________。

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C60、金刚石和石墨的结构模型如下图所示(石墨仅表示出其中的一层结构):
(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为_________ 。
A.同分异构体
B.同素异形体
C.同系物
D.同位素
(2)固态时,C60属于______ 晶体(填“离子”“原子”或“分子”),C60分子中含有双键的数目是____。
(3)硅晶体的结构跟金刚石相似,1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是______NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入1个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中,硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是 。
(4)石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是 _________。

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选做题:考生只能选做一题。若两题都作答,只能以A题得分计入总分。

(A)【物质结构与性质】

下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。

(1)T3+的核外电子排布式是____________。

(2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是___________________(用元素符号表示)。

(3)下列有关上述元素的说法中,正确的是______________________(填序号)。

①G单质的熔点高于J单质,是因为G单质的金属键较强

②J比X活泼,所以J可以在溶液中置换出X

③将J2M2溶于水,要破坏离子键和共价键

④RE3沸点高于QE4,主要是因为前者相对分子质量较大

⑤一个Q2E4分子中含有五个σ键和一个π键

(4)加拿大天文台在太空发现了EQ9R,已知分子中所有原子均形成8电子或2电子稳定结构,是直线形分子,不存在配位键。写出其结构式:_________________。

(5)G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中,G原子构成平面六边形,每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是____________(填G或R的元素符号)。

(B)【实验化学】

某资料显示,能使双氧水分解的催化剂有很多种,生物催化剂(如猪肝)、离子型催化剂(如FeCl3)和固体催化剂(如MnO2)等都是较好的催化剂。某实验小组通过测定双氧水分解产生的O2的压强,探究分解过氧化氢的最佳催化剂以及探究最佳催化剂合适的催化条件。

(一)探究一:

实验步骤

(1)往锥形瓶中加入50 mL 1.5%的双氧水

(2)分别往锥形瓶中加0.3 g不同的催化剂粉末,立即塞上橡皮塞

(3)采集和记录数据。

(4)整理数据得出下表

不同催化剂“压强对时间斜率”的比较

催化剂

猪肝

马铃薯

氯化铜

氯化铁

氧化铜

二氧化锰

压强对时间的斜率

0.191 87

0.002 42

0.007 93

0.030 5

0.015 47

1.833 6

①该“探究一”实验的名称是_____________________________________________________。

②该实验所得出的结论是_______________________________________________________。

(二)探究二:二氧化锰催化的最佳催化条件

该实验小组的同学在进行探究二的实验时,得到了一系列的图表和数据。参看下图和表格分别回答相关问题。

3%的双氧水与不同用量二氧化锰的压力—时间图

表:不同浓度的双氧水在不同用量的二氧化锰作用下收集相同状况下同体积O2所需时间

MnO2

时间

H2O2

0.1 g

0.3 g

0.5 g

1.5%

223 s

67 s

56 s

3.0%

308 s

109 s

98 s

4.5%

395 s

149 s

116 s

分析图、表中数据我们可以得出:

③同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而_________________,因而反应时间_______________。

④如果从实验结果和节省药品的角度综合分析,你认为当我们选用3.0%的双氧水,加入___________ g的二氧化锰能使实验效果最佳。你判断的理由是______________________。

⑤该小组的某同学通过分析数据得出了当催化剂用量相同时双氧水的浓度越小反应速率越快的结论,你认为是否正确____________,你的理由是________________________________。

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(8分)石墨的片层结构如图所示,试完成下列各题:  

(1)平均________个碳原子构成一个正六边形。

(2)石墨晶体每一层内碳原子数与C—C化学键之比是________。

(3) 石墨层内存在强烈的共价键,层之间存在________,所以石墨兼有原子晶体和分子晶体的特征。

 

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