解题思路:(1)由图可知,甲中,1号C与相邻C形成3个C-C键;
(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;
(3)电负性强的O原子与水中的O-H易形成氢键;水中的O原子易与氧化石墨烯中的O-H易形成氢键;
(4)M原子位于晶胞的棱上与内部,C60分子位于顶点和面心,利用均摊法确定M原子和C60分子的个数比,从而确定化学式.
(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,故答案为: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,故答案为: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,故答案为: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×[1/4]+9=12,C60分子位于顶点和面心,C60分子的个数为8×[1/8]+6×[1/2]=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,
故答案为:12;M3C60.
点评:
本题考点: 晶胞的计算;共价键的形成及共价键的主要类型;键能、键长、键角及其应用.
考点点评: 本题为2014年山东高考化学试题,侧重物质结构与性质的考查,把握杂化类型、成键方式、氢键形成及晶胞均摊法计算为解答的关键,注重高考高频考点的考查,题材新颖,较好体现学生分析能力、知识迁移应用能力,题目难度中等.