Question

【题目】石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,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(图乙)

（1）图甲中,1号C与相邻C形成键的个数为________。

（2）图乙中,1号C的杂化方式是________,该C与相邻C形成的键角________(填 “>”“<”或“ = ”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。

（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。

（4）石墨烯可转化为富勒烯(C60),某金属M与C60可制备一种低温超导材料,晶胞如图丙所示, M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________,该材料的化学式为________。

Answer 1

【答案】3sp3<O、H12M3C60

【解析】

（1）由图可知，甲中，1号C与相邻C形成3个C-C键，形成σ键的个数为3，故答案为：3；
（2）图乙中，1号C形成3个C-C及1个C-O键，C原子以sp3杂化，为四面体构型，而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2，为平面结构，键角为120，则图乙中C与相邻C形成的键角<图甲中1号C与相邻C形成的键角，故答案为：sp3；<；
（3）水中的O电负性较强，吸引电子能力的强，易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键，氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键，故答案为：O、H；
（4）M原子位于晶胞的棱上与内部，棱上有12个M，内部有9个M，其个数为12×

+9=12，C60分子位于顶点和面心，C60分子的个数为8×+6×=4，M原子和C60分子的个数比为3：1，则该材料的化学式为M3C60，故答案为：12；M3C60．