Question

【題目】作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)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(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)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(xué)的兩位科學(xué)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(gòu)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(xué)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(wěn)定的是：________________；

（4）請用化學(xué)知識解釋科學(xué)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(huán)。

Answer 1

【答案】 同素異形體 －1.90 石墨 石墨是層狀結(jié)構(gòu)，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(zhì)不同的單質(zhì)，互稱為同素異形體。

（2）根據(jù)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(zhuǎn)變?yōu)槭�墨放出能量，故石墨更穩(wěn)定。

（4）石墨是層狀結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)可得，每個C原子被3個六元環(huán)共用(1個C原子當(dāng)3個使用)，每個六元環(huán)由6個C原子形成，故NA個C原子可形成六元環(huán)數(shù)為：NA×3÷6=0.5 NA。