碳元素的单质有多种形式.如图依次是C60.石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:(1)金刚石.石墨.C60.碳纳米管都是碳元素的单质形式.它们互为．(2)金刚石.石墨烯中碳原子的杂化形式分别为 . ．(3)C60属于晶体.石墨属于晶体．(4)石墨晶体中.层内C-C键的键长为142pm.而金刚石中C-C键的键长为154pm．其原因是金刚石中只存在C-C间的共� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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碳元素的单质有多种形式，如图依次是C₆₀、石墨和金刚石的结构图：

回答下列问题：
（1）金刚石、石墨、C₆₀、碳纳米管都是碳元素的单质形式，它们互为

．
（2）金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为

、

．
（3）C₆₀属于

晶体，石墨属于

晶体．
（4）石墨晶体中，层内C-C键的键长为142pm，而金刚石中C-C键的键长为154pm．其原因是金刚石中只存在C-C间的

共价键，而石墨层内的C-C间不仅存在

共价键，还有

键．
（5）金刚石晶胞含有

个碳原子．若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r=

a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率

（不要求计算结果）．

考点：真题集萃,同素异形体,晶胞的计算,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）都是含有碳元素的不同单质；
（2）金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp³杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp²杂化；
（3）根据组成的微粒类型和微粒间作用力类型判断晶体类型；
（4）根据两种物质的杂化类型分析共价键类型；
（5）利用均摊法计算．

解答： 解：（1）都是含有碳元素的不同单质，互为同素异形体，故答案为：同素异形体；
（2）金刚石中碳原子形成四条共价键，为sp³杂化；石墨烯为片层结构，杂化类型为sp²杂化，故答案为：sp³；sp²；
（3）C₆₀晶体组成微粒为60个碳原子组成的C₆₀分子，属于分子晶体；石墨片层内以共价键结合，片层之间以分子间作用力结合，为混合晶体，故答案为：分子；混合；
（4）金刚石中碳原子以sp³杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；石墨中碳原子以sp²杂化，形成三条杂化轨道，还有一条为杂化的p轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化p轨道形成π键，故答案为：σ；σ；π；
（5）晶胞中顶点微粒数为：8×

=1，面心微粒数为：6×

=3，体内微粒数为4，共含有8个碳原子；晶胞内含有四个碳原子，则晶胞体对角线长度与四个碳原子直径相同，即

a=8r，r=

a；碳原子的体积为：8×

×π×r3，晶胞体积为：a³，碳原子的空间利用率为：

碳原子总体积

晶胞体积

8×

×π×r3

，
故答案为：8；

a；

．

点评：本题主要考查晶胞结构与计算，晶胞结构对学生的空间想象有一定的要求，尤其是第（5），注意利用均摊法进行计算，难度较大．

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下列现象与氢键有关的是：（　　）
①水结成冰体积膨胀，密度变小                   ②水加热到很高温度都难以分解
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A、①④⑥	B、①②③④⑤
C、①④	D、①②③

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下列因果关系叙述正确的是（　　）

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，C装置中盛放的液体药品的名称是

．
（2）甲同学方案中为了提高A装置产物的转化率，可以增大B装置产物的通入量，欲知A、B两装置中产物在D中的通入量，可通过观察

得知．
（3）本实验在设计上

（填有、无）缺失之处？若有请给出改进方案．（若无，此问可不答）

．
（二）乙同学认为若D处盛放铂铑合金网作催化剂，则此套装置也可用于合成物质Y，并预测E处冰水冷却的U型管中将有红棕色气体生成，且越接近U型管底部颜色越浅．
（4）写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式

．
（5）对于A处，乙认为不需加热装置．则A处仪器中分别放置的药品为：分液漏斗中

圆底烧瓶中

（6）若要用上述装置完成乙同学所认为的实验，且C处所起作用与合成X时所起作用基本一致，那么C处的广口瓶应改为

所装药品为

．

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Ⅰ、砷（As）在地壳中含量不大，但砷的化合物却是丰富多彩．
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；砷与溴的第一电离能较大的是

．
（2）AsH₃是无色稍有大蒜味的气体．AsH₃的沸点高于PH₃，其主要原因是

．

（3）Na₃AsO₄可作杀虫剂．AsO₄^3-的空间构型为

，与其互为等电子体的一种分子为

．
（4）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如图所示．该化合物的化学式为

，As原子采取

杂化．
（5）GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似．GaAs晶体中，每个As与

个Ga相连，As与Ga之间存在的化学键有

（填字母）．
A．离子键　B．σ键　C．π键　D．氢键　E．配位键　F．金属键　G．极性键
Ⅱ、（1）某元素第一至第四电离能数据依次是580，1800，2700，11600，则它最有可能是

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族
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种不同形状的原子轨道
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电离能
（4）已知某单质晶体的原子堆积为ABAB型，如果它的摩尔质量为M，晶胞棱长为a，晶胞高度为C，则该晶体的密度表达式为

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固定和利用CO₂能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的发法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1．某科学实验将6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图所示（实线）．
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，最小的是

．
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②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是

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．
③根据该反应的特点，此反应自发进行的条件是

（填“高温”、“低温”或“任何温度”）

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A-J是中学化学中常见的几种物质，它们之间的转化关系如图所示．已知常温下A为固体单质，B为淡黄色粉末，C、F、I为气态单质，E在常温下为液体，且E可由C、F合成，J可用作杀菌消毒剂．回答下列问题：