Question

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

（1）C60、金剛石和石墨三者的關系是互為____。

A.同分異構體 B.同素異形體 C.同系物 D.同位素

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

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

（4）石墨層狀結構中,平均每個正六邊形占有的碳原子數是____。

（5）觀察CO2分子晶體結構的一部分,試說明每個CO2分子周圍有____個與之緊鄰且等距的CO2分子;該結構單元平均占有____個CO2分子。

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

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，所以關系是同素異形體，答案為B。

（2）固態時，C60屬于分子晶體，原因是C60是由60個碳原子組成的分子。C60分子具有足球烯的基本結構，有60個頂點（碳原子），每條棱有兩個碳原子，每個碳原子延伸出3條棱，所以碳原子和棱的比例關系為2:3，所以有90條棱。每個碳原子實際應該形成4個共價鍵，每個共價鍵需要兩個碳原子，所以理論上共價鍵是碳原子2倍，即120個。但是實際只有90條棱，說明有120-90=30個碳碳雙鍵。

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

（4）石墨層狀結構中，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=6×=2。

（5）干冰是分子晶體，CO2分子位于立方體的頂點和面心上，以頂點上的CO2分子為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點相連的12個面的面心上，所以每個CO2分子周圍有12個與之緊鄰且等距的CO2分子。該結構為典型的立方面心晶胞，其中有 個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面心，所以每個Cs+周圍與其距離為a的Cs+數目為6；與其距離相等且次近的Cs+位于大立方體的12個棱心，所以每個Cs+周圍距離相等且次近的Cs+數目為12個，距離為小立方體的面對角線即；與其距離相等且第三近的Cs+位于大立方體的8個頂點，所以每個Cs+周圍距離相等且第三近的Cs+數目為8個，距離為小立方體的體對角線即；每個Cs+周圍緊鄰且等距的Cl-處于8個小立方體的體心，所以有8個。