Question

18．瑞典皇家科學院2010年10月5日宣布，將2010年諾貝爾物理學獎授予荷蘭籍物理學家安德烈•海姆和擁有英國與俄羅斯雙重國籍的物理學家康斯坦丁•諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯結構如下圖．它不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快．下列有關石墨烯的說法正確的是（　�。�

• A． 石墨烯和石墨燃燒都生成二氧化碳，說明它們互為同分異構體
• B． 石墨烯一定條件下可與氫氣發生反應生成石墨烷
• C． 石墨烯在室溫下傳遞電子的速度快是因為碳原子間以極性鍵結合
• D． 12g石墨烯中含有N_A個六元碳環

Answer 1

分析 A．同分異構體是針對化合物而言的；同素異形體是同種元素形成的不同種單質；
B．根據石墨烯變為石墨烷的過程判斷；
C．根據石墨烯的雜化類型和結構判斷；
D．根據均攤法計算一個六元環含碳個數．

解答 解：A．石墨烯和石墨都有C元素組成的不同單質，屬于同素異形體，故A錯誤；
B．石墨烯中碳原子與其他三個碳原子形成三條鍵，還有一個碳原子沒成鍵，故在一定條件下可發生加成反應得到石墨烷，故B正確；
C．碳原子呈平面結構，為sp²雜化，還有一個未雜化的p軌道，含有一個電子，與其他碳原子形成大π鍵，而電子則變成了屬于整個石墨烯的自由電子，在外加電場下，可以定向移動而導電，故C錯誤；
D．12g石墨烯的物質的量為1mol，一個六元碳環中含有$\frac{1}{3}$×6=2個C，所以12g單層石墨中含有六元環的個數為0.5N_A，故D錯誤；
故選B．

點評 本題考查了物質結構知識，難度較大，注意從提給信息結合所給結構進行分析．