Question

【題目】石墨烯(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,其平面結構會發生改變,轉化為氧化石墨烯(圖乙)

（1）圖甲中,1號C與相鄰C形成鍵的個數為________。

（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

【答案】3sp3<O、H12M3C60

【解析】

（1）由圖可知，甲中，1號C與相鄰C形成3個C-C鍵，形成σ鍵的個數為3，故答案為：3；
（2）圖乙中，1號C形成3個C-C及1個C-O鍵，C原子以sp3雜化，為四面體構型，而石墨烯中的C原子雜化方式均為sp2，為平面結構，鍵角為120，則圖乙中C與相鄰C形成的鍵角<圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角，故答案為：sp3；<；
（3）水中的O電負性較強，吸引電子能力的強，易與氧化石墨烯中的O-H上的H形成氫鍵，氧化石墨烯中O與水中的H形成氫鍵，故答案為：O、H；
（4）M原子位于晶胞的棱上與內部，棱上有12個M，內部有9個M，其個數為12×

+9=12，C60分子位于頂點和面心，C60分子的個數為8×+6×=4，M原子和C60分子的個數比為3：1，則該材料的化學式為M3C60，故答案為：12；M3C60．