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Na2FeO4、Li4YiO12和LiFePO4均可用作电极材料。请回答下列问题...

Na2FeO4Li4YiO12LiFePO4均可用作电极材料。请回答下列问题:

⑴基态Fe3+的价层电子轨道表达式为________;同周期元素中,基态原子的未成对电子数与基态Fe3+相同的元素为________

PO43的空间构型为________,其中P原子的杂化方式为________;写出一种与PO43互为等电子体且中心原子与P不同主族的阴离子:________(填离子符号)

[Ti(H2O)6]Cl3为紫色晶体,其中1mol阳离子中所含δ键的数目为________;配位键中提供孤电子对的原子为________(填元素符号)

⑷已知物质间的转化关系如图甲所示,其中ac均大于0

基态Na原子的第一电离能可表示为________

相同条件下,Li2O的晶格能________(“>”“<”“=”)ckJ∙mol-1,原因为________________________________

③Na2O的立方晶胞结构如图乙所示。若紧邻的两个Na+之间的距离为d pm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρ g∙cm-3,则Na的摩尔质量可表示为_______g∙mol-1(用含有dρNA的代数式表示)

 

Mn 正四面体形 sp3 SO42-、SeO42-、ClO4-、BrO4-、IO4-等(任写一种即可) 18NA(或18×6.02×1023) O kJ∙mol-1 > Na2O和Li2O均为离子晶体,Na+的半径大于Li+的半径,故Na2O的晶格能小于Li2O的晶格能 【解析】 ⑴基态Fe3+的价层电子为3d5,写出轨道表达式,未成对电子有5个。 ⑵PO43-有4对成键电子对,无孤电子对,其空间构型为正四面体形;根据 P3-= Cl- =S2-寻找与PO43-互为等电子体的离子。 ⑶1个H2O中含有2个δ键,Ti和H2O形成6个δ键。 ⑷①根据图甲可知,基态2Na原子的失去电子吸收a kJ∙mol-1;②相同条件下,由于Na2O和Li2O均为离子晶体,Na+的半径大于Li+的半径,故Na2O的晶格能小于Li2O的晶格能;③根据图乙知,一个晶胞中含有钠原子和氧原子,可把晶胞分为8个小立方体,根据密度公式进行表达,再计算。 ⑴基态Fe3+的价层电子为3d5,其轨道表达式为;基态原子的未成对电子数与基态Fe3+相同的元素为Mn;故答案为:;Mn。 ⑵PO43-有4对成键电子对,无孤电子对,其空间构型为正四面体形,其中P原子的杂化方式为sp3;与PO43-互为等电子体且中心原子与P不同主族的阴离子有SO42-、SeO42-、ClO4-、BrO4-、IO4-等,故答案为:正四面体形;sp3;SO42-、SeO42-、ClO4-、BrO4-、IO4-等(任写一种即可)。 ⑶[Ti(H2O)6]Cl3为紫色晶体,1个H2O中含有2个δ键,Ti和H2O形成6个δ键,故1mol [Ti(H2O)6] 3+离子中所含δ键的数目为18NA(或18×6.02×1023);配位键中提供孤电子对的原子为O,故答案为:18NA(或18×6.02×1023);O。 ⑷①根据图甲可知,基态Na原子的第一电离能为kJ∙mol-1,故答案为:kJ∙mol-1。 ②相同条件下,由于Na2O和Li2O均为离子晶体,Na+的半径大于Li+的半径,故Na2O的晶格能小于Li2O的晶格能,故答案为:>;Na2O和Li2O均为离子晶体,Na+的半径大于Li+的半径,故Na2O的晶格能小于Li2O的晶格能。 ③根据图乙知,一个晶胞中含有8个钠原子和个氧原子,可把晶胞分为8个小立方体,由于紧邻的两个Na+之间的距离为d pm,则小立方体的边长为d pm,设Na的摩尔质量可表示为x g∙mol-1,故其密度为,则,故答案为:。  
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锰的单质及其化合物的用途非常广泛回答下列问题:

⑴基态锰原子的外围电子排布式为______________________,其d轨道中未成对电子数为__________

MnO的熔点(1650)MnS的熔点(1610)高原因是_____________________________________

⑶锰的一种配合物的化学式为Mn(BH4)2(THF)3THF的结构简式如图所示。

THF中的元素的电负性从大到小的顺序是__________________

②与Mn2+形成配位键的原子为______(填元素符号)

BH4的空间构型为_______,其中B原子的杂化轨道类型为________

④写出两种与BH4互为等电子体的分子或离子___________

⑷一种磁性材料的单晶胞结构如图所示。

①该晶胞中碳原子的原子坐标为________

Mn在晶体中的堆积方式为_______(简单立方”“体心立方面心立方最密”)堆积。

③若该晶胞的边长为a pmNA表示阿伏加德罗常数的数值,则该晶体密度的表达式为ρ = ___________________ g∙cm-3

 

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硼、铍及其化合物的应用正日益被重视。

⑴最重要的含铍矿物是绿柱石,含2%(Cr)的绿柱石即为祖母绿。基态Cr原子有______种运动状态的电子,基态Cr原子价电子的轨道表示式为______________

⑵铍与相邻主族的铝元素性质相似。下列有关铍和铝的叙述正确的有___填标号

A. 都属于p区主族元素       B. 电负性都比镁大

C. 第一电离能都比镁大       D.氯化物的水溶液pH均小于7

⑶铍、铝晶体都是由金属原子密置层在三维空间堆积而成(最密堆积)。铍的熔点(1551K)比铝的熔点(930K)高,原因是_______________________

⑷硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子的球棍模型如右图所示,其中硼原子的杂化方式为_________,配位键存在于_________原子之间。

B4C可用于宝石等硬质材料的磨削、研磨等,其熔点为2350℃,沸点为3500℃,B4C属于____________晶体。

⑹层状硼酸铍的组成为H2BeB4O8。其中BeBO的电负性从大到小的顺序为___________BeBO的第一电离能从大到小的顺序为___________

BeO立方晶胞如图所示。若BeO晶体的密度为g∙cm-3,则晶胞参数a= ________nm(NA数值用6.02×1023表示)

 

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碳及其化合物有许多用途。回答下列问题:

⑴碳元素有12C13C14C等核素。下列对12C基态原子结构的表示方法中,对电子运动状态描述最详尽的是_______(填标号)

A.                 B

C.1s22s22p2                     D

基态13C原子核外有________种不同空间运动状态的电子。

K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+CN之间的化学键的类型为________,该化学键能够形成的原因是________

⑶有机物________(极性非极性”)分子;该有机物中存在sp3杂化的原子,其对应元素的第一电离能由大到小的顺序为________

⑷乙二胺(H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,两者相对分子质量接近,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是________

⑸碳酸盐中的阳离子不同,热分解温度就不同。下表为四种碳酸盐的热分解温度和金属阳离子半径:

碳酸盐

MgCO3

CaCO3

SrCO3

BaCO3

热分解温度/

402

900

1172

1360

金属阳离子半径/pm

66

99

112

135

 

 

随着金属阳离子半径的增大,碳酸盐的热分解温度逐步升高,原因是________

⑹石墨的晶体结构和晶胞结构如图所示。已知石墨的密度为ρg∙cm-3CC键长为γ cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距为________cm

 

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原子序数依次增大的XYZGQRT七种元素,核电荷数均小于36。已知X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键,且所有原子共平面;ZL层上有2个未成对电子;Q原子的s能级与p能级电子数相等;R单质是制造各种计算机、微电子产品的核心材料;T处于周期表的ds区,原子中只有一个未成对电子。

(1)Y原子核外共有________种不同运动状态的电子,基态T原子有________种不同能级的电子。

(2)XYZ的第一电离能由小到大的顺序为________(用元素符号表示)

(3)XYZ形成的离子ZXYXZ2互为等电子体,则ZXYX原子的杂化轨道类型为__________________

4ZR能形成化合物甲,1 mol甲中含________ mol化学键,甲与氢氟酸反应,生成物的分子空间构型分别为_________________________

(5)GQR氟化物的熔点如下表,造成熔点差异的原因为___________________

氟化物
 

G的氟化物
 

Q的氟化物
 

R的氟化物
 

熔点/K
 

993
 

1 539
 

183
 

 

 

6)向T的硫酸盐溶液中逐滴加入Y的氢化物的水溶液至过量,反应过程中的离子方程式

________________________________________________

(7)X单质的晶胞如图所示,一个X晶胞中有________X原子;

X晶体的密度为ρ g·cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的体积为________ cm3(用代数式表示)

 

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为了纪念元素周期表诞生150周年,联合国将2019年定为国际化学元素周期表年。回答下列问题:

(1)AgCu在同一族,则Ag在周期表中_____(填“s”“p”“d”“ds”)区。[Ag(NH3)2]+Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,则该配离子的空间构型是_____

(2)表中是FeCu的部分电离能数据:请解释I2(Cu)大于I2(Fe)的主要原因:______

元素

Fe

Cu

第一电离能I1/kJ·mol1

759

746

第二电离能I2/kJ·mol1

1561

1958

 

 

(3)亚铁氰化钾是食盐中常用的抗结剂,其化学式为K4[Fe(CN)6]

CN-的电子式是______1mol该配离子中含σ键数目为______

②该配合物中存在的作用力类型有______(填字母)。

A.金属键   B.离子键   C.共价键   D.配位键   E.氢键   F.范德华力

(4)MnO的熔点(1660)MnS的熔点(1610)高,其主要原因是________

(5)第三代太阳能电池利用有机金属卤化物碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)半导体作为吸光材料,CH3NH3PbI3具有钙钛矿(AMX3)的立方结构,其晶胞如图所示。

AMX3晶胞中与金属阳离子(M)距离最近的卤素阴离子(X)形成正八面体结构,则M处于_______位置,X处于______位置(限选体心顶点面心棱心进行填空)。

CH3NH3PbI3晶体的晶胞参数为a nm,其晶体密度为dg·cm-3,则阿伏加德罗常数的值NA的计算表达式为_________

 

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