锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。 (l) ...

锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。

(l) LiFePO4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料，这与PO43-的结构密切相关，PO43-的立体构型为____。P、O、S的电负性从大到小的顺序为______________

(2)通常在电极材料表面进行“碳”包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是 ___，抗坏血酸中碳原子的杂化方式为 ___，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为______

(3) Li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸，实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子，下列结构式（黑点代表电子）中最有可能代表O2分子结构的是____（填标号）。

(4)目前最常用的电极材料有锂钴复合氧化物和石墨。

①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），按照Li-O-Co-O-Li–O-Co-O- Li--顺序排列，则该化合物的化学式为____，Co3+的价层电子排布式为_____。

②石墨晶胞（图b）层间距为d pm，C—C键长为a pm，石墨晶体的密度为p g/cm3，列式表示阿伏加德罗常数为____mol-l。

正四面体 O>S>P 分子中含有多个羟基，可与水分子间形成氢键 sp2、sp3 2NA B LiCoO2 3d6 【解析】 (l) 根据价层电子对互斥理论，计算磷酸根离子的价电子对数，找出PO43-空间构型，P、O、S的电负性从大到小的顺序按非金属性强弱和电负性大小之间的关系来回答； (2)抗坏血酸易溶于水的原因从影响溶解性的因素——含羟基及其与水的作用来分析，抗坏血酸中碳原子的杂化方式从碳碳键角度分析，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目结合定义和图示结构判断； (3)结合信息和示意图选择判断； (4)结合①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），用均摊法计算晶胞内的原子数，求该化合物的化学式，钴的原子序数为27，则按电子排布规律可写Co3+的价层电子排布式； ②已知石墨晶胞（图b）层间距为d pm，C—C键长为a pm，按晶胞的密度等于晶体的密度为p g/cm3，列式求阿伏加德罗常数； (l) PO43-中P原子价层电子对个数且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断空间构型为正四面体结构；答案为：正四面体；元素的非金属性越强，其电负性越大，则电负性O>S>P；答案为：O>S>P； (2)抗坏血酸碳原子数目相对较少，但分子内含4个羟基，可与水分子间形成氢键，因此它易溶于水；答案为：分子中含有多个羟基，可与水分子间形成氢键；分子内有碳碳单键、对应碳原子sp3杂化方式，也有碳碳双键，对应碳原子sp2杂化方式；答案为：sp2、sp3；与四个不同的原子或原子团相连的碳原子称为手性碳原子，由图知，1个抗坏血酸分子中含2个手性碳原子，则1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为2NA；答案为：2NA； (3)结合信息：O2因具有单电子而成为顺磁性分子，从示意图知B结构中化学键有3电子，B有单电子，B满足；答案为：B； (4) 锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），整个六棱柱结构中：Li个数为：个，Co个数为：，O个数为：则，Li、Co和O个数比为1：1：2，化学式为LiCoO2；答案为：LiCoO2；钴的原子序数为27，Co3+有24个电子，电子排布式为[Ar] 3d6，其价层电子排布式为3d6；答案为：3d6；石墨晶胞中碳原子数目= ，故晶胞的质量= ，层内（平行四边形）C—C键长为a pm=，底面的边长为，底面上的高为底面的边长=，层间距为d pm，则晶胞的体积=××=，则该晶胞的密度，则NA=；答案为：。

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考点分析：

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研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2，对减缓燃料危机和减少温室效应具有重要的意义。工业上CO2与CH4发生反应I：CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g) △H1

在反应过程中还发生反应Ⅱ：H2(g)+CO2(g)＝H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ/mol

(l)已知部分化学键的键能数据如下表所示：

化学键	C—H	H—H	C=O
键能（kJ/mol）	413	436	803	1076

则△Hl =____kJ/mol，反应Ⅰ在一定条件下能够自发进行的原因是____，该反应工业生产适宜的温度和压强为____（填标号）。

A.高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压

(2)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO2和H2时，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是________________________

②计算923K时反应II的化学平衡常数K=______（计算结果保留小数点后两位）。

③1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是____。

(3)工业上CH4和CO2反应时通常会掺入O2发生反应

III: CH4+2O2＝CO2+2H2O，掺人O2可消除反应产生的积碳和减小反应器的热负荷（单位时间内维持反应发生所需供给的热量），O2的进气量与反应的热负荷的关系如图所示。

①随着O2进入量的增加，热负荷下降的原因是 ____。

②掺人O2可使CH4的平衡转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”。下同），CO2的平衡转化率________

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草酸铵[（NH4)2C2O4] 为无色柱状晶体，不稳定，受热易分解，可用于测定 Ca2+、Mg2+的含量。

I.某同学利用如图所示实验装置检验草酸铵的分解产物。

（1）实验过程中，观察到浸有酚酞溶液的滤纸变红，装置 B 中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中含有__________________（填化学式）；若观察到__________________，说明分解产物中含有 CO。草酸铵分解的化学方程式为______________________。

（2）反应开始前，通入氮气的目的是________________________。

（3）装置 C 的作用是_______________________。

（4）还有一种分解产物在一定条件下也能还原CuO , 该反应的化学方程式为__________。

II.该同学利用草酸铵测定血液中钙元素的含量。

（5）取 20.00 mL 血液样品，定容至 l00m L, 分别取三份体积均为25.00 mL 稀释后的血液样品，加入草酸铵，生成草酸钙沉淀，过滤，将该沉淀溶于过量稀硫酸中，然后用 0.0l00mol/L KMnO4 溶液进行滴定。滴定至终点时的实验现象为___________。三次滴定实验消耗 KMnO4 溶液的体积分别为0.43mL , 0.41 m L , 0.52mL, 则该血液样品中钙元素的含量为________m mol/L。