Question

9．請(qǐng)回答下列問題：
（1）已知石墨晶體是平面六邊形層狀結(jié)構(gòu)，其最小碳環(huán)是六元環(huán)，一個(gè)碳原子被3個(gè)最小環(huán)共用，該晶體中，碳原子數(shù)與C-C鍵的數(shù)目之比為2：3；層與層之間的作用屬于范德華力．
（2）水分子內(nèi)的O-H鍵（代碼是a）、分子間的范德華力（代碼是b）、分子間氫鍵（代碼是c）由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閍＞c＞b．（用代碼填充）
（3）對(duì)羥基苯甲醛的沸點(diǎn)高于鄰羥基苯甲醛的原因是前者存在分子間氫鍵，后者存在分子內(nèi)氫鍵．
（4）某晶體僅有一種元素組成，其密度為5g/cm³，用X射線研究該晶體的結(jié)果表明，在邊長為1×10^-7cm的立方體中僅有20個(gè)原子，則此元素的相對(duì)原子質(zhì)量約為150.5．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)石墨晶體的結(jié)構(gòu)回答，最小換是6元環(huán)，1個(gè)碳原子被3個(gè)最小環(huán)共有，根據(jù)均攤法計(jì)算數(shù)目比，層與層間以范德華力結(jié)合；
（2）化學(xué)鍵的鍵能大于氫鍵的鍵能，氫鍵的鍵能大于分子間作用力；
（3）鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲醛能夠形成分子間氫鍵，分子內(nèi)氫鍵要弱于分子間氫鍵；
（4）設(shè)元素的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則有20個(gè)原子的質(zhì)量為$\frac{20M}{{N}_{A}}$，已知邊長可計(jì)算晶胞的體積，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算相對(duì)原子質(zhì)量．

解答 解：（1）根據(jù)石墨晶體的結(jié)構(gòu)回答，最小換是6元環(huán)，1個(gè)碳原子被3個(gè)最小環(huán)共有，根據(jù)均攤法，一個(gè)正六邊形含有碳原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{3}$=2，一個(gè)碳原子含有的碳碳鍵個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$=1.5，所以碳原子個(gè)數(shù)和碳碳鍵個(gè)數(shù)比=1：1.5=2：3，層與層間以范德華力結(jié)合，
故答案為：六；3；2：3；范德華力；
（2）共價(jià)鍵的鍵能大于氫鍵的作用力，氫鍵的作用力還大于范德華力，故H₂O分子內(nèi)的O-H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為O-H鍵、氫鍵、分子間的范德華力，故為a＞c＞b，
故答案為：a＞c＞b；
（3）由于鄰羥基苯甲醛形成分子內(nèi)氫鍵，而對(duì)羥基苯甲醛能夠形成分子間氫鍵，而分子內(nèi)氫鍵要弱于分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛比對(duì)羥基苯甲醛熔、沸點(diǎn)低，
故答案為：前者存在分子間氫鍵，后者存在分子內(nèi)氫鍵；
（4）設(shè)元素的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則有20個(gè)原子的質(zhì)量為$\frac{20M}{{N}_{A}}$，已知邊長為10^-7cm，則晶胞的體積為10^-21cm³，
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{20M}{6.02×1{0}^{23}}}{1{0}^{-21}}$g/cm³=5g/cm³，
解之得：M=150.5，
故答案為：150.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了石墨晶體的有關(guān)計(jì)算，分子晶體相關(guān)性質(zhì)，根據(jù)均攤法進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，氫鍵是重點(diǎn)，考查了學(xué)生知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力，難度一般．