Question

北京大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的化學(xué)工作者合作，已成功研制出堿金屬與C₆₀形成的石墨夾層離子化合物．將石墨置于熔融的鉀或氣態(tài)的鉀中，石墨吸收鉀而形成稱為鉀石墨的物質(zhì)，其組成可以是C₈K、C₁₂K、C₂₄K、C₃₆K、C₄₈K、C₆₀K等等．在鉀石墨中，鉀原子把價(jià)電子交給石墨層，但在遇到與金屬鉀易反應(yīng)的其他物質(zhì)時(shí)還會(huì)收回．下列分析中正確的是（　�。�

• A、題干中所舉出的6種鉀石墨，屬于同素異形體
• B、若某鉀石墨的原于分布如圖一所示，則它所表示的是C₂₄K
• C、若某鉀石墨的原子分布如圖二所示，則它所表示的是C₁₂K
• D、另有一種灰色的鉀石墨C₃₂K，其中K的分布也類似圖中的中心六邊形，則最近兩個(gè)K原子之間的距離為石墨鍵長(zhǎng)的4

  3

  倍

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：A．互為同素異形體的物質(zhì)都是同種元素的不同單質(zhì)；
B．圖一的六邊形中含24個(gè)碳，而每個(gè)K只有

1

3

落在這個(gè)六邊形內(nèi)，即含K原子個(gè)數(shù)=6×

1

3

=2，進(jìn)而確定化學(xué)式；
C．圖二中最外圍的六個(gè)鉀原子連起來，圖二的六邊形含24個(gè)碳，而6個(gè)K只有

1

3

落在這個(gè)六邊形內(nèi)，還有中心那個(gè)完全的K，即含K原子個(gè)數(shù)=6×

1

3

+1=3，進(jìn)而確定化學(xué)式；
D．另有一種灰色的鉀石墨C₃₂K，其中K的分布也類似圖中的中心六邊形，圖二中最近的兩個(gè)K原子之間的距離為石墨鍵長(zhǎng)的2

3

倍，現(xiàn)在要變成C₃₂K，則六邊形變成原來的兩倍（面積就是原來的4倍，即容納碳原子數(shù)為8×4=32個(gè)），據(jù)此計(jì)算最近兩個(gè)K原子之間的距離．

解答： 解：A．這幾種物質(zhì)都是化合物，不是單質(zhì)，不屬于同素異形體，故A錯(cuò)誤；
B．圖一的六邊形中含24個(gè)碳，而每個(gè)K只有

1

3

落在這個(gè)六邊形內(nèi)，即含K原子個(gè)數(shù)=6×

1

3

=2，它所表示的是C₁₂K，故B錯(cuò)誤；
C．圖二中最外圍的六個(gè)鉀原子連起來，圖二的六邊形含24個(gè)碳，而6個(gè)K只有

1

3

落在這個(gè)六邊形內(nèi)，還有中心那個(gè)完全的K，即含K原子個(gè)數(shù)=6×

1

3

+1=3，它所表示的是C₈K，故C錯(cuò)誤；
D．圖二中最近的兩個(gè)K原子之間的距離為石墨鍵長(zhǎng)的2

3

倍，現(xiàn)在要變成C₃₂K，則六邊形變成原來的兩倍（面積就是原來的4倍，即容納碳原子數(shù)為8×4=32個(gè)），即石墨鍵長(zhǎng)的4

3

倍，故D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查晶胞計(jì)算，側(cè)重考查學(xué)生分析、計(jì)算、空間想象能力，明確每個(gè)K原子被幾個(gè)六邊形共用是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是D選項(xiàng)，題目難度較大．