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【题目】石墨晶体由层状石墨“分子”按 ABAB方式堆积而成,如右图(a)所示,并给出了一个石墨的六方晶胞如图(b)所示。

(1)每个晶胞中的碳原子个数为_________

(2)在图中画出晶胞沿c轴的投影(用“●”标出碳原子位置即可)________

(3)假设石墨的层间距为300 pmCC键长为150 pm,计算石墨晶体的密度为_____ g·cm-3(碳元素的相对质量为12,NA=6.0×1023mol-1,计算结果保留一位小数);

(4)石墨可用作锂离子电池的负极材料,充电时发生下述反应: Li1xC6x Li+xe-→ LiC6 。其结果是,Li+嵌入石墨的AB层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为LiC6的嵌入化合物。 在 LiC6中,Li+与相邻石墨六元环的作用力属_______键;

(5)某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li+,写出它的化学式______

【答案】 4个 2.3 离子 LiC2

【解析】(1)每个晶胞中的碳原子个数为8×1/8+4×1/4+2×1/2+1=4;(2)根据晶胞结构可知沿c轴的投影为;(3)假设石墨的层间距为300 pmCC键长为150 pm,则晶胞的上下面的边长是,面积是,则体积是,所以石墨晶体的密度为g·cm-3;(4)由于存在金属阳离子,则Li+与相邻石墨六元环的作用力属离子键;(5)石墨中平均每个六元环含有2个碳原子,某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li+,化学式为LiC2

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