2023届Z20名校联盟(浙江省名校新高考研究联盟)高三第一次联考物理试题答案
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17.(12分)碳及其化合物用途非常广泛。石墨烯是一种由碳原子组成的呈六角形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）。OH甲石墨烯乙氧化石墨烯(1)图乙中1号C与相邻C是否形成π键(填“是”或“否”)。(2)图甲中1号C的杂化方式为,该C与相邻C形成的键角(填“>”“<”或“=”)120°。(3)我国制墨工艺是将50m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)一定条件下，CH,、CO2都能与H2O形成笼状结构的水合物晶体（如图丙所示），其相关参数见下表。CH与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。分子分子直径/nm分子与H2O的结合能E/(kJ·mol1)CH,0.43616.40C020.51229.91甲烷分子二氧化碳分子水分子可燃冰C02水合物丙①“可燃冰”中分子间存在的作用力是②可燃冰与CO2水合物的熔点较高的是(5)有机金属配位化合物二茂铁[(CH)2F]是汽油中的抗震剂。分子中的大π键可用符号Ⅱm表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为Π），则CH中的大π键应表示为,其中碳原子的杂化方式为(6)富勒烯(C6o)的结构如图丁所示，该物质能与氯气反应形成C6oC1。分子，1molC6oCl1。分子中含有碳碳双键的数目为NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)。Co分子结构丁【答案】(1)否(1分)(2)sp2(1分)=(1分)(3)氧化石墨烯可与水形成氢键(1分)(4)①氢键、范德华力(2分)②CO2水合物(1分)(5)Π(2分)sp2(1分)(6)25(2分)【解析】(1)图乙中，1号碳原子形成4个共价单键，所以其价层电子对个数是4，图乙中1号C与相邻C没有形成π键。(2)图甲中1号C的杂化方式为sp2,该C与相邻C形成的键角为120°。(3)氧化石墨烯可与水分子形成氢键，而石墨烯不能，形成氢键使稳定性增强。(4)①CH,与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”，分子晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键；②由表格可知：二氧化碳与水的结合能力强于甲烷，二氧化碳水合物的相对分子质量大，熔点较高。(5CH中的大π键存在于五个C原子之间，5个C原子提供6个电子形成大π键，应表示为Π，由于C原子间存在双键，故C的杂化方式应为sp2杂化。(6)根据富勒烯(C0)的结构可以看出每个C原子和其他三个C原子成键，则每个碳原子必形成一个双键、两个单键，即每个碳原子实际占有2个双键、1个单键，则Cm中共有C一C键数为30个、C一C单键数为60个，C6oCl1。可看作C60十5CL2→C6Cl1o(加成而得)，在加成过程中，断开5个CC键变为5个C-C键，同时形成10个C-C1单键，此时有CC键25个、C一C键60+5=65个、C一C1键10个，所以1molC6oC11。分子中含有碳碳双键的数目为25NA。
20.(12分)我国在稀土开采技术方面处于世界领先地位。我国科学家最早研究的是稀土-钴化合物的结构。回答下列问题：(1)Co+中存在种不同能级的电子。(2)Co3+在水中易被还原成C02+,而在氨水中可稳定存在，其原因为(3)一种钴的配合物乙二胺四乙酸合钴的结构为,1mol该配合物形成的配位键有mol,配位原子是碳原子的杂化类型有(4)钴蓝晶胞结构如图所示，该立方晶胞由4个I型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为,晶体中A13+占据O2-形成的(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为g·cm-3(列计算式)。Ⅱanm←a nmCo【答案】(1)6(1分)(2)Co3+可与NH3形成较稳定的配合物(2分)(3)6(1分)N、O(1分)sp2、sp3(1分)(4)CoA12O(2分)八面体空隙(2分)8×(59+2×27+4X16)(答案合理即可)(2分)(5)Na(2aX10-7)3【解析】(1)C0是27号元素，价层电子排布式为3d”4s2,Co+的核外电子排布式是1s22s22p3s23p3d5,存在6种不同能级的电子。(2)Co3+有空轨道，可与NH3形成较稳定的配合物，所以在氨水中可稳定存在。(3)乙二胺四乙酸合钻中的氮原子、氧原子均提供孤电子对作为配位原子，所以10l该配合物形成的配位键有6mol;碳原子有sp2、sp3两种杂化方式。(4)根据钻蓝晶体晶胞结构分析，一个晶胞中含有的C0、A1,0个数分别为(4×8+2×年+1×4=8,4X4=16、8×4=32,所以晶体的化学式为CoA12O4。根据结构观察，晶体中A13+占据O2-形成的八面体空隙；该晶胞的体积为(2a×107)cm3,该晶胞的质量为8X(59+2X27+4X16)g,则钻蓝晶体的密度为NA8×(59+2×27+4×16)NA(2aX10-7)3g·cm-3。
