Question

【題目】C60、金剛石和石墨的結構模型如圖所示(石墨僅表示其中的一層結構)：

(1)C60、金剛石和石墨三者的關系互為___________。

A．同分異構體 B．同素異形體

C．同系物 D．同位素

(2)硅晶體的結構跟金剛石相似，1 mol硅晶體中含有硅硅單鍵的數目約是____________

NA個。二氧化硅的結構相當于在硅晶體結構中每個硅硅單鍵之間插入一個氧原子。二氧化硅的空間網狀結構中，硅、氧原子形成的最小環上氧原子數目是___________。

(3)石墨層狀結構中，平均每個正六邊形擁有的碳原子個數是個___________。

Answer 1

【答案】B 2 6 2

【解析】

(1)根據同素異形體的定義進行分析；

(2)晶體硅的結構與金剛石相似，存在以硅原子為中心和頂點的正四面體結構單元，每個硅原子形成4個Si—Si鍵，但一個Si—Si鍵為2個硅原子共有，故1個硅原子可形成2個Si—Si鍵，即1 mol硅原子能形成2 mol Si—Si鍵，

(3)石墨中每個碳原子形成3個C—C鍵，故每個碳原子為3個六邊形共用，每個六邊形擁有碳原子個數為6×1/3 =2個。

(1)所給三種物質都是只由碳元素組成，但是結構不同，性質不同，故它們互為同素異形體。

綜上所述，本題答案是：B。

(2) 由金剛石的結構模型可知，1個硅原子可以通過共價鍵與4個硅原子結合，所以1個硅原子擁有的硅硅單鍵數目為4/2=2，所以1mol硅中可形成2mol硅硅單鍵，數目為2NA個；金剛石中最小的碳原子環上有6個碳原子，6條邊，每條邊上插入一個氧原子，則二氧化硅晶體的最小環為十二元環，環上有6個氧原子；

綜上所述，本題答案是：2,6。

(3)石墨層狀結構中每個碳原子為三個正六邊形共有，石墨中每個碳原子形成3個C—C鍵，故每個碳原子為3個六邊形共用，每個六邊形擁有碳原子個數為6×1/3 =2個。

綜上所述，本題答案是：2。