Question

一定条件下，2L密闭容器中，金属钠和CO₂可制得金刚石：4Na+3CO₂⇌2Na₂CO₃+C(s，金刚石)。

（1）上述反应中涉及的元素原子的半径从大到小的顺序为：___。

（2）能证明碳元素与氧元素非金属性强弱的事实是___(选填编号）。

a．最高价氧化物水化物的酸性    b．两种元素的气态氢化物的沸点

c．CO₂中元素的化合价          d．与氢气反应的难易程度

（3）高压下，科学家成功地将CO₂转化为具有类似SiO₂结构的原子晶体，比较两种原子晶体的熔沸点：___，并说明理由：___。除了金刚石外，碳的单质还有许多同素异形体，比如石墨、C₆₀等。石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料，可由石墨剥离而成，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新材料。

（4）石墨烯中的碳原子间以___键结合，下列关于石墨烯的叙述正确的是___。

A.石墨烯与石墨属于同位素

B.石墨烯与石墨完全燃烧的产物都是二氧化碳

C.石墨烯是一种烯烃。

D.12g石墨烯中含有6.02×10²²个碳原子

Answer

Na＞C＞O cd CO2高 Si原子半径大于C原子，Si-O键键长大于C-O键键长，Si-O键键能低，因此溶沸点低于CO2 共价 B

【解析】

(1)可根据同周期元素原子序数越大原子半径越小；

(2) A．氧元素没有含氧酸；

B．物理性质不能比较非金属性强弱；

C．化合物中表现负价的元素，对键合电子的吸引力更强，非金属性更强；

D．越易与氢气化合，非金属性越强；

(3)CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体后，不再存在单个CO2分子，结构发生了变化，属化学变化，物理及化学性质也大有变化，熔点大大升高，这两者不互为同分异构体。每个C有四个价电子，以单键结合四个O，形成空间网状结构；

(4) 石墨烯是由碳原子以共价键组成的单质，

A．因题目中说明“石墨烯可由石墨剥离而成”，故不符合同位素的概念；

B．石墨烯与石墨都是由碳元素组成；

C．石墨烯只由C元素组成，是无机物；

D．12g石墨含碳原子数为×6.02×1023/mol=6.02×1023。

(1)上述元素中，涉及到的元素有Na、C、O三种，有元素周期律可推出原子半径为Na＞C＞O；

(2) a．氧元素没有含氧酸，不能利用最高价比较氧元素与C、O元素的非金属性，故a错误；

b．沸点属于物理性质，不能比较非金属性强弱，故b错误；

c．元素的化合价，说明共用电子对偏移方向，化合物中表现负价的元素，对键合电子的吸引力更强，非金属性更强，CO2中，碳原子的化合价为+4价，氧原子为-2价，氧原子对键合电子的吸引力更强，非金属性更强，故c正确；

d．非金属性越强，其氢化物热稳定性越强，越易与氢气化合，故可以通过比较与氢气反应的难易程度，故d正确；

答案选cd；

(3)CO2转化为具有类似SiO2结构的原子晶体后熔点大大升高，故CO2熔点高，Si原子半径大于C原子，Si-O键键长大于C-O键键长，Si-O键键能低，因此熔沸点低于CO2；

(4) 石墨烯是由碳原子以共价键组成的单质；

A．石墨烯与石墨均是碳元素形成的单质，应是互为同素异形体的关系，而同位素应是同一元素不同原子间的互称，故A错误；

B．石墨烯与石墨都是由碳元素组成，完全燃烧的产物都是二氧化碳，故B正确；

C．烃通常指只含碳、氢元素组成的有机化合物，而石墨烯是由碳原子构成的单质，故C错误；

D．12g石墨含碳原子数为×6.02×1023/mol=6.02×1023，故D错误；

答案选B。