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8.科学家发现C60分子(图1)由60个碳原子构成,它的形状像足球(图1C),含有C=C键,因此又叫足球烯.1991年科学家又发现一种碳的单质--碳纳米管,是由六边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子(图1D),图1A、图1B分别是金刚石和石墨的结构示意图.图中小黑点或小黑圈均代表碳原子.
(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体,它们在物理性质上存在较大的差异,其原因是碳原子排列方式不同;
(2)同条件下,足球烯、石墨分别和气体单质F2反应时,足球烯的化学性质比石墨要活泼,其理由是:足球烯含有C=C键容易加成;
(3)燃氢汽车之所以尚未大面积推广,除较经济的制氢方法尚未完全解决外,还需解决H2的贮存问题,上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是:碳纳米管;
(4)图2是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断NaCl晶体结构的图象是(2)(3) (填序号);

(5)图1A金刚石结构中一个碳原子被6 (填数字)个六元环共用;
(6)如图1B,同一层中的原子构成许许多多的正六边形,此单质与熔融的钾单质相互作用,形成某种青铜色的物质(其中的元素钾用“●”表示),原子分布如图3所示,该物质的化学式为KC8 .

分析 (1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质中碳原子在空间的排布方式不同,根据物质结构决定物质性质答题;
(2)足球烯中含有碳碳双键,所以比石墨活泼,更易于F2发生加成反应;
(3)根据以上各物质的空间结构可知,由于碳纳米管表面积大,可以吸附H2,用作贮氢材料;
(4)氯化钠是6个Na(或Cl)形成的正八面体中间包围一个Cl(或Na),其晶胞是一个正方体,据此答题;
(5)金刚石的网状结构中,每个碳原子能形成4个共价键,根据图1A金刚石结构可知,一个碳原子被6个六元环共用;
(6)如图所示,K原子镶嵌在正六边形的中心,该正六边形周围有6个未镶嵌K原子的C原子正六边形结构,即每正六边形周围连接6个C原子,该碳原子为3个正六边形共有,根据均摊法计算.

解答 解:(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质中碳原子在空间的排布方式不同,所以性质会有极大差异;
故答案为:碳原子排列方式不同; 
(2)足球烯中含有碳碳双键,所以比石墨活泼,更易于F2发生加成反应;
故答案为:足球烯含有C=C键容易加成;
(3)根据以上各物质的空间结构可知,由于碳纳米管表面积大,可以吸附H2,用作贮氢材料;
故答案为:碳纳米管;
(4)氯化钠是6个Na(或Cl)形成的正八面体中间包围一个Cl(或Na),其晶胞是一个正方体,故选(2)(3),
(5)金刚石的网状结构中,每个碳原子能形成4个共价键,根据图1A金刚石结构可知,一个碳原子被6个六元环共用,故答案为:6;
(6)如图所示,K原子镶嵌在正六边形的中心,该正六边形周围有6个未镶嵌K原子的C原子正六边形结构,即每正六边形周围连接6个C原子,该碳原子为3个正六边形共有,故结构中K原子与C原子数目之比为1:(6+6×$\frac{1}{3}$)=8,故化学式为KC8,
故答案为:KC8 .

点评 本题考查物质结构性质,以碳元素的四种单质的空间结构图为中心命题点,综合了物质结构中相应的知识点,解决此题应具备一定的处理信息和空间想象能力.

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18.实验室制备气体时,可根据反应物的状态、反应条件和生成气体的性质来选择气体的发生装置.
编号ABC


发
生
装
置
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(3)高锰酸钾和二氧化锰都是强氧化剂,均可将浓盐酸氧化为氯气.
(a) 用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下:
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①用“单线桥”在上述方程式上标出电子转移的方向和数目.
②反应中Cl元素被氧化,KMnO4是氧化剂.当有1mol电子转移时,可生成气体11.2升(标准状态下).
(b) 用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示:

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