Question

【選修3-物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（20分）

19-I（6分）對(duì)于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)，下列敘述正確的是

A．SiX4難水解 B．SiX4是共價(jià)化合物

C．NaX易水解 D．NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4

19-Ⅱ（14分）碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：

回答下列問題：

（1）金剛石、石墨、C60.碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為_____________。

（2）金剛石、石墨烯（指單層石墨）中碳原子的雜化形式分別為____、____。

（3）C60屬于____晶體，石墨屬于____晶體。

（4）石墨晶體中，層內(nèi)C-C鍵的鍵長(zhǎng)為142 pm，而金剛石中C-C鍵的鍵長(zhǎng)為154 pm。其原因是金剛石中只存在C-C間的____共價(jià)鍵，而石墨層內(nèi)的C-C間不僅存在____共價(jià)鍵，還有____鍵。

（5）金剛石晶胞含有____個(gè)碳原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，則r= ______a，列式表示碳原子在晶胞中的空間占有率____（不要求計(jì)算結(jié)果）。

 

Answer 1

19-I B、D ; 19-Ⅱ(1)同素異形體（2）sp3 sp2 (3)分子 混合 （4）σ鍵 σ鍵 π鍵 （或大π鍵或p-pπ鍵） (5) 8

【解析】

試題分析：19-I A. SiX4容易發(fā)生水解反應(yīng)。錯(cuò)誤。B. 鹵素與硅但是非金屬元素，所以二者結(jié)合的化合物SiX4是共價(jià)化合物。正確。C. NaX是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，不發(fā)生水解反應(yīng) 。錯(cuò)誤。D. NaX是離子化合物，微粒間通過離子鍵結(jié)合，而SiX4則是分子晶體，分子之間通過分子間作用力結(jié)合，分子間作用力比化合價(jià)弱很多。因此NaX的熔點(diǎn)一般高于SiX4。正確。19-Ⅱ(1) (l)金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)，性質(zhì)不同，它們互稱同素異形體。(2)在金剛石中碳原子的四個(gè)價(jià)電子與四個(gè)C原子形成四個(gè)共價(jià)鍵，C的雜化形式是sp3；在石墨烯（指單層石墨）中碳原子與相鄰的三個(gè)C原子形成三個(gè)共價(jià)鍵，C的雜化形式為sp2；(3) C60是由60個(gè)C原子形成的分子，屬于分子晶體。而石墨在層內(nèi)原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，在層間以分子間作用力結(jié)合，所以石墨屬于混合晶體；（4）在金剛石中只存在C-C間的σ共價(jià)鍵；在石墨層內(nèi)的C-C間不僅存在σ共價(jià)鍵，還存在π鍵。 (5)共價(jià)金剛石的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)金剛石晶胞，屬A4型，頂點(diǎn)8個(gè)，相當(dāng)于1個(gè)C原子，然后面心上6個(gè)，相當(dāng)于3個(gè)C原子，而在其8個(gè)四面體空隙中有一半也是C原子，且在晶胞內(nèi)，故還有4個(gè)C原子，加在一起，可得一個(gè)金剛石晶胞中有8個(gè)C原子。若碳原子半徑為r，金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a，根據(jù)硬球接觸模型，則正方體對(duì)角線的1/4就是C-C鍵的鍵長(zhǎng)，即，所以r=a，碳原子在晶胞中的空間占有率。

考點(diǎn)：考查元素周期表、元素周期律的應(yīng)用、同素異形體辨析、原子的雜化、原子間的作用力、晶體類型、關(guān)于晶體的一個(gè)計(jì)算的知識(shí)。