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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⑤Cl₂、Br₂、I₂单质熔点随相对分子质量增大而升高   ⑥NH₃极易溶于水中．

A、①④⑥	B、①②③④⑤
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硼化钒一空气电池是目前储电能力最高的电池，其示意图如图所示，该电池工作时的反应为4VB₂+11O₂═4B₂O₃+2V₂O₅．下列说法正确的是（　　）

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．
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．
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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

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．

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．

（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．
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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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，最小的是

．
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，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是

．
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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：