Question

【题目】C60、金刚石、石墨、二氧化碳和氯化铯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“原子”或“分子”)晶体,C60分子中含有双键的数目是____。

（3）晶体硅的结构跟金刚石相似,1 mol晶体硅中含有硅—硅单键的数目约是____NA。

（4）石墨层状结构中,平均每个正六边形占有的碳原子数是____。

（5）观察CO2分子晶体结构的一部分,试说明每个CO2分子周围有____个与之紧邻且等距的CO2分子;该结构单元平均占有____个CO2分子。

（6）观察图形推测,CsCl晶体中两距离最近的Cs+间距离为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为___,每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为___,距离为___,每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为____,距离为____,每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-数目为___。

Answer 1

【答案】 B 分子 30 2 2 12 4 6 12 a 8 a 8

【解析】（1）C60、金刚石和石墨三者都是碳元素的不同单质，所以关系是同素异形体，答案为B。

（2）固态时，C60属于分子晶体，原因是C60是由60个碳原子组成的分子。C60分子具有足球烯的基本结构，有60个顶点（碳原子），每条棱有两个碳原子，每个碳原子延伸出3条棱，所以碳原子和棱的比例关系为2:3，所以有90条棱。每个碳原子实际应该形成4个共价键，每个共价键需要两个碳原子，所以理论上共价键是碳原子2倍，即120个。但是实际只有90条棱，说明有120-90=30个碳碳双键。

（3）每个硅原子形成4个硅硅键，每个硅硅键需要2个硅原子，所以硅硅键是硅原子数的2倍，则1mol硅晶体中含有硅硅单键的数目约是2NA个。

（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。

（5）干冰是分子晶体，CO2分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的CO2分子为例，与它距离最近的CO2分子分布在与该顶点相连的12个面的面心上，所以每个CO2分子周围有12个与之紧邻且等距的CO2分子。该结构为典型的立方面心晶胞，其中有 个CO2分子。

（6）以大立方体体心的Cs+为例，与其距离相等且最近的Cs+位于大立方体的六个面心，所以每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数目为6；与其距离相等且次近的Cs+位于大立方体的12个棱心，所以每个Cs+周围距离相等且次近的Cs+数目为12个，距离为小立方体的面对角线即；与其距离相等且第三近的Cs+位于大立方体的8个顶点，所以每个Cs+周围距离相等且第三近的Cs+数目为8个，距离为小立方体的体对角线即；每个Cs+周围紧邻且等距的Cl-处于8个小立方体的体心，所以有8个。