2021版化学名师讲练大一轮复习方略人教通用版高考新风向·命题新情境12.3晶体结构与性质

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高考新风向·命题新情境

石墨烯(Graphene)自十几年前诞生以来就一直让科学家们着迷。这种仅仅一个原子厚度的碳元素材料拥有出色的电子特性、强度、超轻重量,用途也不断拓宽,但是如何为其植入能隙,从而制造晶体管和其他电子设备,却始终让科研人员束手无策。

现在,麻省理工学院(MIT)的研究人员们在这方面取得了重大突破,甚至有望改变石墨烯物理学的一些理论预测。他们引入了另一种单原子厚度、属性和石墨烯类似的材料六方氮化硼(hexagonal boron nitride),并将一层石墨烯置于其上,最终得到的混合材料既有石墨烯的导电特性,还具备了建造晶体管所必需的能隙。

　问题1.请阅读材料分析,石墨烯中为何可以加入六方氮化硼?(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:石墨烯的结构与六方氮化硼的空间结构很相似,两者可以通过原子框架对齐排列而成。

问题2. 六方相氮化硼晶体结构与石墨相似,但它却不导电,原因是什么?(素养角度——证据推理与模型认知)

提示:六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻3个氮原子形成3个σ键,无孤电子对,其结构与石墨相似,但六方相氮化硼晶体的层状结构中没有自由移动的电子,故不导电。

问题3.将石墨烯中引入六方氮化硼的好处是什么?(素养角度——科学态度与社会责任)

提示:可以得到高质量的半导体。

1.(2019·全国卷Ⅰ节选)一些氧化物的熔点如下表所示:

解释表中氧化物之间熔点差异的原因______________________________。 

【解析】由于Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O,分子间作用力(相对分子质量)P4O6>SO2,所以熔点大小顺序是MgO>Li2O>P4O6>SO2。

答案:Li2O、MgO为离子晶体,P4O6、SO2为分子晶体。晶格能MgO>Li2O,分子间作用力(相对分子质量) P4O6>SO2

2.(2018·全国卷Ⅲ节选)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为____________　。六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,Zn的密度为________g·cm-3(列出计算式)。 

【解析】结合题中所给金属锌晶体中的原子堆积方式,可知这种堆积方式称为六方最密堆积。

六棱柱底边边长为a cm,可求六棱柱底面积=6××a×a×sin60°=6×a2,六棱柱高为c cm,则六棱柱的体积=6×a2 c;一个金属锌晶胞中含有锌原子数=12×+2×+3=6,然后根据密度的计算公式:

ρ==

答案: 六方最密堆积　

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