Question

（12分）【化學—物質結構與性質】
石墨烯（如圖甲）是一種由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結構會發(fā)生改變，轉化為氧化石墨烯（如圖乙）．

（1）圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數為　_________　．
（2）圖乙中，1號C的雜化方式是　_________　，該C與相鄰C形成的鍵角　_________　（填“＞”“＜”或“=”）圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角．
（3）若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H₂O中，則氧化石墨烯中可與H₂O形成氫鍵的原子有　_________　（填元素符號）．
（4）石墨烯可轉化為富勒烯（C₆₀），某金屬M與C₆₀可制備一種低溫超導材料，晶胞如圖丙所示，M原子位于晶胞的棱上與內部，該晶胞中M原子的個數為　_________　，該材料的化學式為　_________　．

Answer 1

（1）3
（2）sp³；<
（3）O、H
（4）12；M₃C₆₀

解析試題分析：（1）根據圖甲可知1號C與相鄰C形成σ鍵的個數為3.
（2）圖乙1號碳形成了4個σ鍵，所以1號C的雜化方式為sp³；圖乙1號C與相鄰C形成的鍵角是109.5℃，圖甲1號C與相鄰C的鍵角是120℃。
（3）氧化石墨烯中O原子與H₂O中的H原子，氧化石墨烯中H原子與H₂O中O原子都可以形成氫鍵。
（4）根據切割法，晶胞含M原子的個數為：12×1/4+9=12；C₆₀位于頂點和面心，所以晶胞含C₆₀個數為：8×1/8+6×1/2=4，所以化學式為M₃C₆₀
考點：本題考查化學鍵的判斷、雜化方式和鍵角的判斷、氫鍵、晶胞的計算。