Question

如圖表示一些晶體中的某些結構，它們分別是干冰、CsCl、NaCl、石墨、金剛石結構中的某一種的某一部分．

（1）代表石墨是

 

；每一層內碳原子數與C-C化學鍵之比是

 

．
（2）上述B、C、D三種物質熔點由高到低的排列順序為

 

．（用字母表示）
（3）金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應用廣泛，NiO、FeO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，Ni²⁺和Fe²⁺的離子半徑分別為69pm和78pm，則熔點NiO

 

FeO（填“＜”或“＞”）．
（4）某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導熱性好等優良性質，廣泛用于陶瓷工業等領域．工業上用氮氣、氧化鋁和碳在一定條件下反應生成CO和X （X的晶體結構如圖2所示），X晶體中Al原子的配位數為

 

，工業制備 X 的化學方程式為

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,用晶格能的大小衡量離子晶體中離子鍵的強弱

專題：

分析：（1）石墨是層狀結構，在層與層之間以范德華力相互作用，在層內碳與碳以共價鍵相互作用，形成六邊形；利用均攤法進行有關計算；
（2）根據晶體的類型判斷物質的熔點大小；
（3）離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高；
（4）根據X的晶體結構圖可知，晶胞中含有氮原子為4，含有鋁原子

1

8

×8+

1

2

=4，所以Al原子的配位數為4，根據元素守恒可以寫出化學方程式．

解答： 解：（1）石墨是層狀結構，在層與層之間以范德華力相互作用，有分子晶體的特點，在層內碳與碳以共價鍵相互作用，形成六邊形，E選項符合；
一個碳原子含有的碳碳鍵個數=

1

2

×3=1.5，所以碳原子個數和碳碳鍵個數比=1：1.5=2：3，
故答案為：E； 2：3；
（2）晶體熔點通常由晶格質點間作用力而定．原子晶體中原子間的共價鍵牢固，熔點達千至數千攝氏度．離子晶體中離子間的離子鍵相當強大，熔點在數百至上千攝氏度．分子晶體中分子間作用力弱，熔點在數百攝氏度以下至很低的溫度，所以其熔點高低順序為D＞C＞B．
故答案為：D＞C＞B；
（3）Ni0、Fe0的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，說明二者都是離子晶體，離子晶體的熔點與離子鍵的強弱有關，離子所帶電荷數越多，離子半徑越小，離子鍵越強，熔點越高．由于Ni²⁺的離子半徑小于Fe²⁺的離子半徑，屬于熔點是NiO＞FeO；
故答案為：＞；
（4）根據X的晶體結構圖可知，晶胞中含有氮原子為4，含有鋁原子

1

8

×8+

1

2

=4，所以Al原子的配位數為4，氧化鋁與氮氣和碳在一定條件下反應的化學方程式為Al₂O₃+N₂+3C=2AlN+3CO，
故答案為：4；Al₂O₃+N₂+3C=2AlN+3CO．

點評：本題考查了晶體類型的判斷、均攤法晶胞的計算、鍵能與性質的關系、以及晶胞結構的計算等知識，為高考選作真題，難度較大．