Question

如图表示一些晶体中的某些结构，它们分别是干冰、CsCl、NaCl、石墨、金刚石结构中的某一种的某一部分．

（1）代表石墨是

 

；每一层内碳原子数与C-C化学键之比是

 

．
（2）上述B、C、D三种物质熔点由高到低的排列顺序为

 

．（用字母表示）
（3）金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛，NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO

 

FeO（填“＜”或“＞”）．
（4）某氮铝化合物X具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质，广泛用于陶瓷工业等领域．工业上用氮气、氧化铝和碳在一定条件下反应生成CO和X （X的晶体结构如图2所示），X晶体中Al原子的配位数为

 

，工业制备 X 的化学方程式为

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱

专题：

分析：（1）石墨是层状结构，在层与层之间以范德华力相互作用，在层内碳与碳以共价键相互作用，形成六边形；利用均摊法进行有关计算；
（2）根据晶体的类型判断物质的熔点大小；
（3）离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高；
（4）根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子

1

8

×8+

1

2

=4，所以Al原子的配位数为4，根据元素守恒可以写出化学方程式．

解答： 解：（1）石墨是层状结构，在层与层之间以范德华力相互作用，有分子晶体的特点，在层内碳与碳以共价键相互作用，形成六边形，E选项符合；
一个碳原子含有的碳碳键个数=

1

2

×3=1.5，所以碳原子个数和碳碳键个数比=1：1.5=2：3，
故答案为：E； 2：3；
（2）晶体熔点通常由晶格质点间作用力而定．原子晶体中原子间的共价键牢固，熔点达千至数千摄氏度．离子晶体中离子间的离子键相当强大，熔点在数百至上千摄氏度．分子晶体中分子间作用力弱，熔点在数百摄氏度以下至很低的温度，所以其熔点高低顺序为D＞C＞B．
故答案为：D＞C＞B；
（3）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni²⁺的离子半径小于Fe²⁺的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO；
故答案为：＞；
（4）根据X的晶体结构图可知，晶胞中含有氮原子为4，含有铝原子

1

8

×8+

1

2

=4，所以Al原子的配位数为4，氧化铝与氮气和碳在一定条件下反应的化学方程式为Al₂O₃+N₂+3C=2AlN+3CO，
故答案为：4；Al₂O₃+N₂+3C=2AlN+3CO．

点评：本题考查了晶体类型的判断、均摊法晶胞的计算、键能与性质的关系、以及晶胞结构的计算等知识，为高考选作真题，难度较大．