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。
(1)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-的中心原子的杂化杂化类型为__。基态P原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为__。
(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___,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)。
A. B. C. D.
过渡金属元素在日常生活中有广泛的应用。
(1)金属钒在材料科学上有重要作用,被称为“合金的维生素”,基态钒原子的价层电子的排布式为__;基态Ni原子核外有__种运动状态不同的电子,M层的电子云有__种不同的伸展方向。
(2)第四周期元素的第一电离能随原子序数增大,总趋势是逐渐增大的,但Se的第一电离能低于As,原因是___。
(3)NO2-与钴盐形成的配离子[Co(NO2)6]3-可用于检验K+的存在。大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为,则NO2-中大π键应表示为__。
(4)Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+,下列说法合理的是___。
A.Mn3+的价电子构型为3d4,不属于较稳定的电子构型
B.根据Mn2+的电子构型可知,Mn2+中不含成对电子
C.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
D.Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型,所以它们的化学性质相似
(5)FeO是离子晶体,其晶格能可通过图中的Born—Haber循环计算得到。
可知,O原子的第一电子亲和能为___kJ•mol-1,FeO晶格能为___kJ•mol-1。
(6)铜与氧可形成如图所示的晶胞结构,其中Cu均匀地分散在立方体内部,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(,,),则d点的坐标参数为___,已知该晶体的密度为ρg•cm-3,NA是阿伏加德罗常数的值,则晶胞参数为___pm。
(列出计算式即可)
钴是人体不可或缺的微量元素之一。Co、Al、O形成的一种化合物钴蓝晶体结构如图所示。
基态Co原子的价电子排布图为___。该立方晶胞由4个I型和4个Ⅱ型小立方体构成,其化学式为___,NA为阿伏加德罗常数的值,钴蓝晶体的密度为___g·cm-3(列计算式)。
羟基磷酸钙[Ca10(PO4)6(OH)2]具有优良的生物相容性和生物活性,它在口腔保健中具有重要作用,可以防止龋齿等,回答下列问题。
(1)Ca10(PO4)6(OH)2中,元素的电负性按由大到小的顺序依次是___。
(2)上述元素都能形成氢化物,其中PH3与同主族元素N形成的氢化物的沸点是PH3___NH3(填“>”或“<”),原因是___。
(3)碳酸钙的分解温度远高于碳酸镁,其原因是__。
(4)黑磷是磷的一种同素异形体,与石墨烯类似,其晶体结构片段如图所示:其中最小的环为6元环,每个环平均含有__个P原子。
铁氰化钾(化学式为K3[Fe(CN)6])主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业。其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。
(1)基态Fe2+核外电子排布式为___。
(2)在[Fe(CN)6]3-中不存在的化学键有__。
A.共价键 B.金属键 C.配位键 D.离子键
(3)已知(CN)2性质类似Cl2:
(CN)2+2KOH=KCN+KCNO+H2OKCN+HCl=HCN+KCl
HC≡CH+HCN→H2C=CH-C≡N
①KCNO中非金属元素原子的第一电离能由小到大排序为__。
②丙烯腈(H2C=CH-C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型是__;分子中σ键和π键数目之比为__。
(4)配合物Fe(CO)5的熔点-20℃,沸点103℃,可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示。
关于Fe(CO)5,下列说法正确的是__。
A.Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子
B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C.1molFe(CO)5含有10mol配位键
D.反应Fe(CO)5=Fe+5CO没有新化学键生成
(5)与C22-互为等电子体的微粒__(写出一种),CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体的相似(如图甲所示),但CaC2晶体中哑铃形的C22-使晶胞沿一个方向拉长,晶体中每个Ca2+周围距离最近的C22-数目为__。
(6)图乙是Fe单质的晶胞模型。已知晶体密度为dg·cm-3,铁原子的半径为__nm(用含有d、NA的代数式表示)。
下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是( )
A.I3AsF6晶体中存在I3+离子,I3+离子的几何构型为V形
B.硫离子电子共有18种运动状态,且其2p与3p轨道能量不相等
C.12g石墨中含有σ键的物质的量为3mol
D.第四周期元素中,Ga的第一电离能低于Ca