Question

【题目】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 ．

Answer 1

【答案】
（1）3
（2）sp3；＜
（3）O、H
（4）12；M3C60
【解析】解：（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，所以答案是：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，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，所以答案是：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，所以答案是：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 ， 所以答案是：12；M3C60 ．