Question

16．碳、硅元素的單質及其化合物是構成自然界的重要物質．
（1）甲烷是最簡單的有機物，實驗室可通過下列反應制�。�
CH₃COONa+NaOH$→_{△}^{CaO（或MgO）}$CH₄↑+X（已配平）
①X屬于離子晶體（填晶體類型）；
②MgO晶體的熔點比CaO高，主要原因是Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，因此MgO晶體的晶格能較大，熔點較高．
（2）C₆₀、金剛石和石墨是三種重要的碳單質，結構模型分別如圖所示（其中石墨僅表示出其中的一層結構）．

①金剛石中碳原子的雜化方式為sp³；
②石墨層狀結構中，平均每個正六邊形占有的C-C鍵數(shù)是3個．

Answer 1

分析 （1）①根據原子守恒判斷X物質，根據X的構成微粒確定其晶體類型；
②相同類型的離子晶體中，晶體的熔點與晶格能成正比，晶格能與離子半徑成反比；
（2）①根據價層電子對互斥理論確定其雜化類型；
②利用均攤法計算．

解答 解：（1）①根據元素守恒及原子守恒知，X是碳酸鈉，碳酸鈉是由陰陽離子構成的離子晶體；
故答案為：離子；
②MgO晶體的熔點比CaO高都屬于離子晶體，Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，鍵能較大，所以氧化鎂晶體的晶格能大于氧化鈣，導致氧化鎂晶體的熔點大于氧化鈣，故答案為：Mg²⁺半徑比Ca²⁺小，因此MgO晶體的晶格能較大，熔點較高；
（2）①金剛石中每個碳原子和4個碳原子以σ鍵相結合，且沒有孤對電子，所以每個碳原子的價層電子對是4，則碳原子采取sp³雜化，
故答案為：sp³；
②石墨層狀結構中，每個碳原子被三個正六邊形共用，所以平均每個正六邊形占有的碳原子數(shù)=6×$\frac{1}{2}$3；
故答案為：3．

點評 本題考查離子晶體的性質，原子的雜化方式和均攤法，注意晶格能的大小比較以及利用均攤法計算晶胞中各種原子個數(shù)是難點，題目難度大．