Question

【题目】C60、金刚石和石墨的结构模型如图所示(石墨仅表示其中的一层结构)：

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系互为___________。

A．同分异构体 B．同素异形体

C．同系物 D．同位素

(2)硅晶体的结构跟金刚石相似，1 mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是____________

NA个。二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅硅单键之间插入一个氧原子。二氧化硅的空间网状结构中，硅、氧原子形成的最小环上氧原子数目是___________。

(3)石墨层状结构中，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是个___________。

Answer 1

【答案】B 2 6 2

【解析】

(1)根据同素异形体的定义进行分析；

(2)晶体硅的结构与金刚石相似，存在以硅原子为中心和顶点的正四面体结构单元，每个硅原子形成4个Si—Si键，但一个Si—Si键为2个硅原子共有，故1个硅原子可形成2个Si—Si键，即1 mol硅原子能形成2 mol Si—Si键，

(3)石墨中每个碳原子形成3个C—C键，故每个碳原子为3个六边形共用，每个六边形拥有碳原子个数为6×1/3 =2个。

(1)所给三种物质都是只由碳元素组成，但是结构不同，性质不同，故它们互为同素异形体。

综上所述，本题答案是：B。

(2) 由金刚石的结构模型可知，1个硅原子可以通过共价键与4个硅原子结合，所以1个硅原子拥有的硅硅单键数目为4/2=2，所以1mol硅中可形成2mol硅硅单键，数目为2NA个；金刚石中最小的碳原子环上有6个碳原子，6条边，每条边上插入一个氧原子，则二氧化硅晶体的最小环为十二元环，环上有6个氧原子；

综上所述，本题答案是：2,6。

(3)石墨层状结构中每个碳原子为三个正六边形共有，石墨中每个碳原子形成3个C—C键，故每个碳原子为3个六边形共用，每个六边形拥有碳原子个数为6×1/3 =2个。

综上所述，本题答案是：2。