Question

16．碳、硅元素的單質(zhì)及其化合物是構(gòu)成自然界的重要物質(zhì)．
（1）甲烷是最簡單的有機(jī)物，實(shí)驗(yàn)室可通過下列反應(yīng)制取：
CH₃COONa+NaOH$→_{△}^{CaO（或MgO）}$CH₄↑+X（已配平）
①X屬于離子晶體（填晶體類型）；
②MgO晶體的熔點(diǎn)比CaO高，主要原因是Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，因此MgO晶體的晶格能較大，熔點(diǎn)較高．
（2）C₆₀、金剛石和石墨是三種重要的碳單質(zhì)，結(jié)構(gòu)模型分別如圖所示（其中石墨僅表示出其中的一層結(jié)構(gòu)）．

①金剛石中碳原子的雜化方式為sp³；
②石墨層狀結(jié)構(gòu)中，平均每個(gè)正六邊形占有的C-C鍵數(shù)是3個(gè)．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)原子守恒判斷X物質(zhì)，根據(jù)X的構(gòu)成微粒確定其晶體類型；
②相同類型的離子晶體中，晶體的熔點(diǎn)與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比；
（2）①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化類型；
②利用均攤法計(jì)算．

解答 解：（1）①根據(jù)元素守恒及原子守恒知，X是碳酸鈉，碳酸鈉是由陰陽離子構(gòu)成的離子晶體；
故答案為：離子；
②MgO晶體的熔點(diǎn)比CaO高都屬于離子晶體，Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，鍵能較大，所以氧化鎂晶體的晶格能大于氧化鈣，導(dǎo)致氧化鎂晶體的熔點(diǎn)大于氧化鈣，故答案為：Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，因此MgO晶體的晶格能較大，熔點(diǎn)較高；
（2）①金剛石中每個(gè)碳原子和4個(gè)碳原子以σ鍵相結(jié)合，且沒有孤對(duì)電子，所以每個(gè)碳原子的價(jià)層電子對(duì)是4，則碳原子采取sp³雜化，
故答案為：sp³；
②石墨層狀結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳原子被三個(gè)正六邊形共用，所以平均每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)=6×$\frac{1}{2}$3；
故答案為：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查離子晶體的性質(zhì)，原子的雜化方式和均攤法，注意晶格能的大小比較以及利用均攤法計(jì)算晶胞中各種原子個(gè)數(shù)是難點(diǎn)，題目難度大．