Question

【題目】I.C60、金剛石、石墨、二氧化碳和氯化銫的結構模型如圖所示石墨僅表示出其中的一層結構：

（1）C60、金剛石和石墨三者的關系是互為 ______；

A． 同分異構體 B．同素異形體 C．同系物 D．同位素

（2）晶體硅的結構跟金剛石相似，1mol晶體硅中含有硅硅單鍵的數目是 ______NA；

（3）石墨層狀結構中，平均每個正六邊形占有的碳原子數是 ______ ；

（4）觀察CO2分子晶體結構的一部分，每個CO2分子周圍有 ______ 個與之緊鄰且等距的分子CO2；

（5）觀察圖形推測，CsCl晶體中兩距離最近的Cs+間距離為a，則每個Cs+周圍與其距離為a的Cs+數目為 ______ ，每個Cs+周圍緊鄰且等距的Clˉ數目為 ______ 。

II.金屬鐵及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛。

（1）Fe能與CO形成配合物Fe(CO)5，熔點為-20.5℃，沸點為103℃，易溶于CCl4，據此可以判斷Fe(CO)5晶體屬于____（填晶體類型）。1 mol Fe(CO)5中含有____ mol σ鍵。寫出一種配體與CO互為等電子體的陰離子_____。

（2）已知某鐵晶體的晶胞結構如圖所示。

①該晶胞中含有鐵原子的數目為___________。

②若晶胞的邊長為a cm，則晶體鐵的密度為________g·cm-3(用代數式表示，阿伏加德羅常數為NA)。

Answer 1

【答案】B 2 2 12 6 8 分子晶體 10 CN－（或C22-） 2 112/a3NA

【解析】

I.（1）C60、金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質，因此三者互為同素異形體，故B正確；

（2）晶體硅為原子晶體，每個Si與4個Si相連，根據均攤方法，1mol晶體硅中含有Si－Si單鍵的物質的量為4×1/2mol=2mol，即含有Si－Si鍵的數目為2NA；

（3）根據石墨的結構，1個C原子被3個正六邊形共用，根據均攤方法，平均每個正六邊形占有的碳原子數是6×1/3=2；

（4）根據CO2的晶胞，CO2分子位于頂點和面心，以頂點上的CO2為例，與它距離最近的CO2分子分布在與該頂點相連的12個面的面心上；

（5）Cs＋位于頂點，距離與它距離最近的Cs＋有6個(同面有4個，上下各有一個)，Cl－位于體內，因此距離Cs＋最近的Cl－數目有8個；

II.（1）Fe(CO)5熔沸點較低，易溶于CCl4，符合分子晶體的特點，因此Fe(CO)5為分子晶體；成鍵原子之間只能形成1個σ鍵，1個CO分子含有1個σ鍵，1個Fe與5個CO形成5個配位鍵，配位鍵也是σ鍵，即1molFe(CO)5中含有σ鍵(5＋5)mol=10mol，根據等電子體的定義，與CO互為等電子體的陰離子是CN－、C22－等；

（2）①根據晶胞的結構，鐵原子位于頂點和體心，根據均攤法，推出該晶胞中含有鐵原子的數目是8×1/8＋1=2；

②根據①，晶胞的質量為g，晶胞的體積為a3cm3，根據密度的定義，該晶胞的密度為112/NAa3g/cm3。