Question

富勒烯是由60個碳原子構(gòu)成的分子，碳原子成鍵情況與苯分子相似，由于它形似足球，所以又稱足球烯．關(guān)于足球烯分子的敘述不正確的是（　　）

• A、一個分子中有12個五邊形、20個六邊形
• B、按凱庫勒價鍵理論計算，12克足球烯可形成共價鍵的數(shù)目（共用電子對數(shù)）為1.5N_A個
• C、按碳元素的四價理論計算，一個分子中有30個碳碳雙鍵、60個碳碳單鍵
• D、N₆₀分子與足球烯分子相似，每個氮原子的最外層電子數(shù)都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

Answer 1

考點：不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：歐拉定理是值在一凸多面體中，頂點數(shù)-棱邊數(shù)+面數(shù)=2，設(shè)C₆₀分子中含有x個五邊形和y個六邊形．根據(jù)歐拉定理求棱邊數(shù)：每個頂點伸出三條棱，而每條棱又總是由兩個頂點共有，每個頂點單獨伸出的棱有1.5條，60個頂點共伸出的棱為60×1.5=90條．至此，依據(jù)歐拉定理可寫出：60+x+y-90=2 ①每條棱是由兩個面共用的，所以，一個五邊形單獨占有的棱邊數(shù)為2.5條，一個六邊形單獨占有的棱邊數(shù)為3條，由棱邊數(shù)守恒2.5x+3y=90 ②聯(lián)立①②可以解得：x=12，y=20．

解答： 解：設(shè)C₆₀分子中含有x個五邊形和y個六邊形．根據(jù)歐拉定理求棱邊數(shù)：每個頂點伸出三條棱，而每條棱又總是由兩個頂點共有，每個頂點單獨伸出的棱有1.5條，60個頂點共伸出的棱為60×1.5=90條．至此，依據(jù)歐拉定理可寫出：60+x+y-90=2 ①
每條棱是由兩個面共用的，所以，一個五邊形單獨占有的棱邊數(shù)為2.5條，一個六邊形單獨占有的棱邊數(shù)為3條，由棱邊數(shù)守恒2.5x+3y=90 ②聯(lián)立①②可以解得：x=12，y=20．
A、通過以上分析知一個分子中有12個五邊形、20個六邊形，故A正確；
B、通過以上分析知1個足球烯分子中有30個碳碳雙鍵，60個碳碳單鍵，12克足球烯可形成共價鍵的數(shù)目為

12g

720g/mol

×N_A×120=2N_A，故B錯誤；
C、通過以上分析知五邊形的碳形成共價雙鍵，五邊形的碳形成共價單鍵，所以一個分子中有30個碳碳雙鍵，60個碳碳單鍵，故C正確；
D、通過以上分析知足球烯每個碳原子的最外層電子數(shù)都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N₆₀分子與足球烯分子相似，每個氮原子的最外層電子數(shù)都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D正確．
故選：B．

點評：本題考查了足球烯的原子個數(shù)、共價鍵數(shù)目的判斷，歐拉定理（在一凸多面體中，頂點數(shù)-棱邊數(shù)+面數(shù)=2）和棱邊數(shù)守恒是解題的關(guān)鍵．