Question

9．請回答下列問題：
（1）已知石墨晶體是平面六邊形層狀結構，其最小碳環(huán)是六元環(huán)，一個碳原子被3個最小環(huán)共用，該晶體中，碳原子數與C-C鍵的數目之比為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）由強到弱的順序為a＞c＞b．（用代碼填充）
（3）對羥基苯甲醛的沸點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果表明，在邊長為1×10^-7cm的立方體中僅有20個原子，則此元素的相對原子質量約為150.5．

Answer 1

分析 （1）根據石墨晶體的結構回答，最小換是6元環(huán)，1個碳原子被3個最小環(huán)共有，根據均攤法計算數目比，層與層間以范德華力結合；
（2）化學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氫鍵，而對羥基苯甲醛能夠形成分子間氫鍵，分子內氫鍵要弱于分子間氫鍵；
（4）設元素的相對原子質量為M，則有20個原子的質量為$\frac{20M}{{N}_{A}}$，已知邊長可計算晶胞的體積，再根據ρ=$\frac{m}{V}$計算相對原子質量．

解答 解：（1）根據石墨晶體的結構回答，最小換是6元環(huán)，1個碳原子被3個最小環(huán)共有，根據均攤法，一個正六邊形含有碳原子個數=6×$\frac{1}{3}$=2，一個碳原子含有的碳碳鍵個數=$\frac{1}{2}$=1.5，所以碳原子個數和碳碳鍵個數比=1：1.5=2：3，層與層間以范德華力結合，
故答案為：六；3；2：3；范德華力；
（2）共價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分子內的O-H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為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氫鍵，而對羥基苯甲醛能夠形成分子間氫鍵，而分子內氫鍵要弱于分子間氫鍵，所以鄰羥基苯甲醛比對羥基苯甲醛熔、沸點低，
故答案為：前者存在分子間氫鍵，后者存在分子內氫鍵；
（4）設元素的相對原子質量為M，則有20個原子的質量為$\frac{20M}{{N}_{A}}$，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．

點評 本題考查了石墨晶體的有關計算，分子晶體相關性質，根據均攤法進行有關計算，氫鍵是重點，考查了學生知識的掌握和應用能力，難度一般．