Question

8．人類對于晶體結構的持續探究揭開了晶體內部的奧秘，并合成了許許多多的新物質、新材料．回答下列問題：

（1）鐵有δ、γ、α三種同素異形體，γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數為4，δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比為4：3．

（2）TiO₂的天然晶體中，最穩定的一種晶體結構如圖1，白球表示：氧原子．
（3）NaCl、CO₂、SiO₂三種晶體熔點由低到高的順序是CO₂＜NaCl＜SiO₂．
（4）第三周期八種元素按單質熔點由低到高的順序排列如圖2所示，其中序號1和8分別代表的是Ar和Si．
（5）已知：Cr³⁺可形成配位數為6的配合物．組成為CrCl₃•6H₂O的配合物有3種，分別呈紫色、藍綠色、綠色，為確定這3種配合物的成鍵情況，分別取等質量的紫色、藍綠色、綠色3種物質的樣品配成溶液，分別向其中滴入過量的AgNO₃溶液，均產生白色沉淀且質量比為3：2：1．則綠色配合物的化學式為B（選填代號）．
A．[CrCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O             B．[CrCl₂（H₂O）₄]Cl•2H₂O
C．[Cr（H₂O）₆]Cl₃                   D．[CrCl₃（H₂O）₃]•3H₂O
（6）根據下表所示鍵能，寫出金剛石（結構如圖1）完全燃燒時的熱化學方程式2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=（2a+b-2c）kJ•mol^-1

共價鍵	C-C	O=O	C=O
鍵能/kJ•mol-1	a	b	c

Answer 1

分析 （1）利用均攤法計算γ晶體晶胞中所含有的鐵原子數；先判斷δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數，再計算其比值；
（2）根據均攤法計算出驗原子數目；
（3）熔點的一般規律：原子晶體＞離子晶體＞分子晶體；
（4）第三周期八種元素的單質中只有Si為原子晶體，熔點最大，熔沸點：原子晶體＞金屬晶體＞分子晶體，分子晶體有氬氣、氯氣、硫、磷，氯氣相對分子質量高于氬氣，其熔點僅高于氬氣；
（5）根據配合物中外界能電離，內界不能電離，以及1個配合物中最多能電離出3個氯離子來解答；
（6）金剛石燃燒的方程式為：C+O₂=CO₂，根據化學鍵的斷裂和形成的數目進行計算反應熱，然后寫出熱化學方程式；

解答 解：（1）該晶胞中頂點上含有的原子數=8×$\frac{1}{8}$=1，面心上含有的原子數=6×$\frac{1}{2}$=3，所以一個晶胞中含有4個原子；δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數分別是8個和6個，所以δ、α兩種晶胞中鐵原子的配位數之比是4：3．
故答案為：4；4：3；
（2）黑球的數目=8×$\frac{1}{8}$+1=2，白球數目=4×$\frac{1}{2}$=4，黑白球比例為1：2，故白球是氧；
故答案為：氧；
（3）NaCl屬于離子晶體，CO₂屬于分子晶體，SiO₂屬于原子晶體，則熔點：CO₂＜NaCl＜SiO₂；
故答案為：CO₂＜NaCl＜SiO₂；
（4）第三周期八種元素的單質中只有Si為原子晶體，熔點最大，熔沸點：原子晶體＞金屬晶體＞分子晶體，分子晶體有氬氣、氯氣、硫、磷，氯氣相對分子質量高于氬氣，其熔點僅高于氬氣，所以序號1和8分別代表的是Ar、Si；
故答案為：Ar；Si；
（5）分別取等質量的紫色、藍綠色、綠色3種物質的樣品配成溶液，分別向其中滴入過量的AgNO₃溶液，均產生白色沉淀且質量比為3：2：1，說明外界中的氯離子個數之比為：3：2：1，1個配合物中最多能電離出3個氯離子，所以綠色配合物中外界中的氯離子個數是1個，則內界有2個氯離子、4個水分子，化學式為[CrCl₂（H₂O）₄]Cl•2H₂O；
故選B．
（6）金剛石燃燒的方程式為C+O₂=CO₂，因為在金剛石結構中平均1mol碳形成2mol碳碳單鍵，所以1mol金剛石完全燃燒需拆開2mol C-C、1mol O=O，形成2molC=O，所以反應熱△H=（2a+b-2c）kJ•mol^-1，熱化學方程式為：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=（2a+b-2c）kJ•mol^-1；
故答案為：2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=（2a+b-2c）kJ•mol^-1；

點評 本題考查晶胞的計算、晶體類型與性質，配合物的結構與性質，反應熱的計算等，特別是注意分析金剛石的結構，正確判斷共價鍵的數目是計算難點，學習中要準確把握．