Question

【題目】作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆（AnD．re Geim）和克斯特亞·諾沃消洛夫（Konstantin Novoselov）從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，于是薄片越來越薄，最后，他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯(如圖)。

石墨 石墨稀

（1））石墨、金剛石、C60等互稱為___________________；

（2）已知25℃,101KPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為

C(石墨) + O2(g) = CO2(g)；△H=－393.51kJ.mol-1

C(金剛石) + O2(g) = CO2(g)；△H=－395.41kJ.mol-1

C(金剛石)=C(石墨);△H =________kJ/mol

（3）石墨和金剛石相比，更穩定的是：________________；

（4）請用化學知識解釋科學家為什么可以用特殊的膠帶將石墨不斷地粘撕得到石墨烯： _______________。

（5）12g石墨烯中含有___________NA個如圖所示的六元環。

Answer 1

【答案】 同素異形體 －1.90 石墨 石墨是層狀結構，層與層之間是分子間作用力（范德華力） 0.5

【解析】（1）石墨、金剛石、C60是由同種元素組成的性質不同的單質，互稱為同素異形體。

（2）根據蓋斯定律，△H=-395.41kJ.mol-1-（-393.51kJ.mol-1）=-1.90 kJ.mol-1。

（3）由上分析金剛石轉變為石墨放出能量，故石墨更穩定。

（4）石墨是層狀結構，層與層之間是分子間作用力（范德華力），克服分子間作用力不會改變石墨烯的六邊形結構，故上述方法能得到石墨烯。

（5）12g石墨烯中含有1mol（NA個）C原子，由石墨烯的結構可得，每個C原子被3個六元環共用(1個C原子當3個使用)，每個六元環由6個C原子形成，故NA個C原子可形成六元環數為：NA×3÷6=0.5 NA。