Question

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

(1)C60、金刚石和石墨三者的关系是互为________。

A．同分异构体 B．同素异形体 C．同系物 D．同位素

(2)固态时，C60属于___(填“离子”、“原子”或“分子”)晶体，C60分子中含有双键的数目是___。

(3)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。

(4)石墨层状结构中，平均每个正六边形占有的碳原子数是________个。

Answer 1

【答案】B 分子 30 2 2

【解析】

(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，据此分析判断；(2)根据晶体构成微粒判断晶体类型；由C60分子结构模型可以看出，每个碳原子与另三个碳原子成键，其中每个碳原子应有一个碳碳双键，据此分析解答；(3)硅晶体的结构跟金刚石相似，在晶体硅中1个硅原子与4个硅原子通过Si-Si直接相连，每个硅原子含有2个硅硅键，据此分析解答；(4)根据石墨层状结构，利用均摊法分析计算。

(1)同种元素的不同单质互称同素异形体，C60、金刚石和石墨是碳元素的不同单质，属于同素异形体，故答案为：B；

(2)C60中构成微粒是分子，所以属于分子晶体；由C60分子结构模型可以看出，每个碳原子与另三个碳原子成键，又知每个碳原子应形成四个共价键，由此可知每个碳原子应有一个碳碳双键，而每个碳碳双键都由2个碳原子构成，所以C60分子中含双键数应为60×=30，故答案为：分子；30；

(3)C、Si均属于第ⅣA元素，能形成4个共价键，在晶体硅中1个硅原子与4个硅原子通过Si-Si直接相连，每个硅原子含有2个硅硅键，则1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是2NA个，故答案为：2；

(4)石墨层状结构中，每个碳原子被三个正六边形共用，所以平均每个正六边形占有的碳原子数=6×=2，故答案为：2。