Question

【題目】C60、金剛石、石墨、二氧化碳和氯化銫的結(jié)構(gòu)模型如圖所示(石墨僅表示出其中的一層結(jié)構(gòu)):

（1）C60、金剛石和石墨三者的關(guān)系是互為____。

A.同分異構(gòu)體 B.同素異形體 C.同系物 D.同位素

（2）固態(tài)時(shí),C60屬于____(填“原子”或“分子”)晶體,C60分子中含有雙鍵的數(shù)目是____。

（3）晶體硅的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似,1 mol晶體硅中含有硅—硅單鍵的數(shù)目約是____NA。

（4）石墨層狀結(jié)構(gòu)中,平均每個(gè)正六邊形占有的碳原子數(shù)是____。

（5）觀察CO2分子晶體結(jié)構(gòu)的一部分,試說(shuō)明每個(gè)CO2分子周圍有____個(gè)與之緊鄰且等距的CO2分子;該結(jié)構(gòu)單元平均占有____個(gè)CO2分子。

（6）觀察圖形推測(cè),CsCl晶體中兩距離最近的Cs+間距離為a,則每個(gè)Cs+周圍與其距離為a的Cs+數(shù)目為___,每個(gè)Cs+周圍距離相等且次近的Cs+數(shù)目為___,距離為___,每個(gè)Cs+周圍距離相等且第三近的Cs+數(shù)目為____,距離為____,每個(gè)Cs+周圍緊鄰且等距的Cl-數(shù)目為___。

Answer 1

【答案】 B 分子 30 2 2 12 4 6 12 a 8 a 8

【解析】（1）C60、金剛石和石墨三者都是碳元素的不同單質(zhì)，所以關(guān)系是同素異形體，答案為B。

（2）固態(tài)時(shí)，C60屬于分子晶體，原因是C60是由60個(gè)碳原子組成的分子。C60分子具有足球烯的基本結(jié)構(gòu)，有60個(gè)頂點(diǎn)（碳原子），每條棱有兩個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子延伸出3條棱，所以碳原子和棱的比例關(guān)系為2:3，所以有90條棱。每個(gè)碳原子實(shí)際應(yīng)該形成4個(gè)共價(jià)鍵，每個(gè)共價(jià)鍵需要兩個(gè)碳原子，所以理論上共價(jià)鍵是碳原子2倍，即120個(gè)。但是實(shí)際只有90條棱，說(shuō)明有120-90=30個(gè)碳碳雙鍵。

（3）每個(gè)硅原子形成4個(gè)硅硅鍵，每個(gè)硅硅鍵需要2個(gè)硅原子，所以硅硅鍵是硅原子數(shù)的2倍，則1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是2NA個(gè)。

（4）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×=2。

（5）干冰是分子晶體，CO2分子位于立方體的頂點(diǎn)和面心上，以頂點(diǎn)上的CO2分子為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點(diǎn)相連的12個(gè)面的面心上，所以每個(gè)CO2分子周圍有12個(gè)與之緊鄰且等距的CO2分子。該結(jié)構(gòu)為典型的立方面心晶胞，其中有 個(gè)CO2分子。

（6）以大立方體體心的Cs+為例，與其距離相等且最近的Cs+位于大立方體的六個(gè)面心，所以每個(gè)Cs+周圍與其距離為a的Cs+數(shù)目為6；與其距離相等且次近的Cs+位于大立方體的12個(gè)棱心，所以每個(gè)Cs+周圍距離相等且次近的Cs+數(shù)目為12個(gè)，距離為小立方體的面對(duì)角線即；與其距離相等且第三近的Cs+位于大立方體的8個(gè)頂點(diǎn)，所以每個(gè)Cs+周圍距離相等且第三近的Cs+數(shù)目為8個(gè)，距離為小立方體的體對(duì)角線即；每個(gè)Cs+周圍緊鄰且等距的Cl-處于8個(gè)小立方體的體心，所以有8個(gè)。