Question

14．C₆₀、金剛石和石墨的結(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)系互為B
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，C₆₀屬于分子晶體（填“離子”“原子”或“分子”），C₆₀分子中含有雙鍵的數(shù)目是30．
（3）硅晶體的結(jié)構(gòu)跟金剛石相似，1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是2N_A個．二氧化硅的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于在硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅硅單鍵之間插入1個氧原子．二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，硅、氧原子形成的最小環(huán)上氧原子數(shù)目是6．
（4）石墨層狀結(jié)構(gòu)中，平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)是2．

Answer 1

分析 （1）同種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體；
（2）根據(jù)晶體構(gòu)成微粒判斷晶體類型；
（3）根據(jù)金剛石最小的環(huán)為六元環(huán)判斷二氧化硅的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，Si、O原子形成的最小環(huán)上應(yīng)有6個Si原子，每2個Si原子之間有1個O原子判斷O原子的數(shù)目；
（4）利用均攤法計算．

解答 解：（1）同種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體，C₆₀、金剛石和石墨是碳元素的不同單質(zhì)，屬于同素異形體；
故答案為：B；
（2）C₆₀中構(gòu)成微粒是分子，所以屬于分子晶體；
由C₆₀分子結(jié)構(gòu)模型可以看出，每個碳原子與另三個碳原子成鍵，又知每個碳原子應(yīng)形成四個共價鍵，由此可知每個碳原子應(yīng)有一個碳碳雙鍵，而每個碳碳雙鍵都由2個碳原子構(gòu)成，所以C₆₀分子中含雙鍵數(shù)應(yīng)為60×$\frac{1}{2}$=30；
故答案為：分子；30；
（3）C、Si均屬于ⅣA元素，能形成4個共價鍵，在晶體硅中1個硅原子與4個硅原子通過Si-Si直接相連，每個硅原子含有2個硅硅鍵，則1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是2N_A個；
金剛石最小的環(huán)為六元環(huán)，二氧化硅結(jié)構(gòu)跟金剛石結(jié)構(gòu)相似，Si、O原子形成的最小環(huán)上應(yīng)有6個Si原子，硅晶體結(jié)構(gòu)中每個硅與硅的化學(xué)鍵之間插入一個O原子，則Si、O原子形成的最小環(huán)上O原子的數(shù)目是6；
故答案為：2；6；
（4）石墨層狀結(jié)構(gòu)中，每個碳原子被三個正六邊形共用，所以平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)=6×$\frac{1}{3}$=2；
故答案為：2．

點(diǎn)評 本題考查了晶胞的結(jié)構(gòu)，側(cè)重于考查晶胞結(jié)構(gòu)的分析和計算，注意利用均攤法計算晶胞中各種原子個數(shù)，題目難度大，解題關(guān)鍵是仔細(xì)觀察晶胞結(jié)構(gòu)圖．