Question

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，1mol晶體硅中含有硅-硅單鍵的數(shù)目約是

 

N_A．
（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

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

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）每個(gè)硅原子含有2個(gè)硅硅鍵；
（4）利用均攤法計(jì)算；
（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；
（6）根據(jù)CsCl晶體的晶胞分析．

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；
設(shè)C₆₀分子中含有x個(gè)五邊形和y個(gè)六邊形．根據(jù)歐拉定理求棱邊數(shù)：每個(gè)頂點(diǎn)伸出三條棱，而每條棱又總是由兩個(gè)頂點(diǎn)共有，每個(gè)頂點(diǎn)單獨(dú)伸出的棱有1.5條，60個(gè)頂點(diǎn)共伸出的棱為60×1.5=90條．至此，依據(jù)歐拉定理可寫(xiě)出：60+x+y-90=2 ①
每條棱是由兩個(gè)面共用的，所以，一個(gè)五邊形單獨(dú)占有的棱邊數(shù)為2.5條，一個(gè)六邊形單獨(dú)占有的棱邊數(shù)為3條，由棱邊數(shù)守恒2.5x+3y=90 ②聯(lián)立①②可以解得：x=12，y=20
通過(guò)以上分析知五邊形的碳形成共價(jià)雙鍵，五邊形的碳形成共價(jià)單鍵，所以一個(gè)分子中有30個(gè)碳碳雙鍵，
故答案為：分子；30；
（3）每個(gè)硅原子含有2個(gè)硅硅鍵，則1mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數(shù)目約是2N_A個(gè)，故答案為：2；
（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×

1

3

=2，故答案為：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；
晶胞中分子數(shù)目=8×

1

8

+6×

1

2

=4；
故答案為：12；4；
（6）每個(gè)Cs⁺周圍與它最近且距離相等的Cs⁺共有3×8×

1

4

=6個(gè)；
每個(gè)Cs⁺周圍距離相等且次近的Cs⁺為面心上的CS原子，目=3×8×

1

2

=12，距離為

2

a；
距離相等且第三近的Cs⁺為體心上的，數(shù)目為1×8=8，距離為

3

a；
每個(gè)Cs⁺周圍緊鄰且等距的Cl^-數(shù)目=1×8=8．
故答案為：6；12；

2

a；8；

3

a；8．

點(diǎn)評(píng)：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(jì)算，注意利用均攤法計(jì)算晶胞中各種原子個(gè)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．