Question

（12分）【化學—物質(zhì)結(jié)構與性質(zhì)】

石墨烯（如圖甲）是一種由單層碳原子構成的平面結(jié)構新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)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(shù)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(zhuǎn)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(nèi)部，該晶胞中M原子的個數(shù)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(jù)圖甲可知1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)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(jù)切割法，晶胞含M原子的個數(shù)為：12×1/4+9=12；C60位于頂點和面心，所以晶胞含C60個數(shù)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。