题目

题型：不详难度：来源：

（12分）【化学—物质结构与性质】
石墨烯（如图甲）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（如图乙）．

（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ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　_________　．

答案

（1）3
（2）sp³；<
（3）O、H
（4）12；M₃C₆₀

解析

试题分析：（1）根据图甲可知1号C与相邻C形成σ键的个数为3.
（2）图乙1号碳形成了4个σ键，所以1号C的杂化方式为sp³；图乙1号C与相邻C形成的键角是109.5℃，图甲1号C与相邻C的键角是120℃。
（3）氧化石墨烯中O原子与H₂O中的H原子，氧化石墨烯中H原子与H₂O中O原子都可以形成氢键。
（4）根据切割法，晶胞含M原子的个数为：12×1/4+9=12；C₆₀位于顶点和面心，所以晶胞含C₆₀个数为：8×1/8+6×1/2=4，所以化学式为M₃C₆₀