满分5 > 高中化学试题 >

2019年诺贝尔化学奖颁发给三位开发锂离子电池的科学家。锂离子电池正极材料是决定...

2019年诺贝尔化学奖颁发给三位开发锂离子电池的科学家。锂离子电池正极材料是决定其性能的关键.

1)锰酸锂(LiMn2O4)电池具有原料成本低、合成工艺简单等优点。Li+能量最低的激发态离子的电子排布图为________,该晶体结构中含有Mn4+,基态Mn4+核外价层电子占据的轨道数为__________________个。

2)磷酸铁锂(LiFePO4)电池安全、充电快、使用寿命长,其中P原子的杂化方式为__________________,阴离子的空间结构为__________________

3)三元正极材料掺杂Al3+可使其性能更优,第四电离能:Mn__________________Al(填“大于”“小于”),原因是__________________

4)铋化锂被认为是很有潜力的正极材料,晶胞结构如图所示。

晶胞可以看作是由铋原子构成的面心立方晶格,锂原子填充在其中的四面体和八面体空隙处。晶体的化学式为__________________,图中铋原子坐标参数:A(000)    B(011)C__________________

②若晶胞参数为anm,则铋原子的半径为__________________nm,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为__________________nm

 

3 sp3 正四面体 小于 Mn、Al失去的第4个电子分别是3d4、2p6上的电子,2p6为全满稳定结构 Li3Bi(或BiLi3) (,1,) 【解析】 (1)根据构造原理写出Li+能量最低的激发态离子核外电子排布图,核外价层电子占据的轨道数; (2)根据价层电子对互斥理论判断出价层电子对数,确定阴离子的空间结构; (3)根据Mn、Al失去的第4个电子后的结构判断; (4)①锂原子的个数位于棱上,个数为,铋原子位于顶点和面心,个数为,得到化学式为:Li3Bi,根据图示找到C的坐标参数; ②若晶胞参数为anm,则铋原子的半径为4r=a,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为体对角线的。 (1)锂是3号元素,锂离子的核外电子排布式为1s2,Li+能量最低的激发态离子,将1s上的一个电子激发到能量仅比1s高的电子轨道2s,其电子排布图为;Mn4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,价电子占据的轨道名称为3d,轨道数为3个; (2)磷酸根的价层电子对数为4+=4对,P原子的杂化方式为sp3杂化,阴离子没有孤对电子,空间结构为正四面体; (3)Mn、Al失去的第4个电子分别是3d4、2p6上的电子,2p6为全满稳定结构 ,故第四电离能:Mn小于Al; (4)①锂原子的个数位于棱上,个数为,铋原子位于顶点和面心,个数为,得到化学式为:Li3Bi;根据图示找到C的坐标参数(,1,); ②若晶胞参数为anm,则铋原子的半径为4r=anm,r=nm,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为体对角线的,体对角线的长度为,八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为。  
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

氢气是一种清洁能源,氢气的制取、储存一直是氢能源利用领域的研究热点。

1)工业上制取有多种方法,如:

甲烷和水蒸气催化重整制高纯氢时,初始反应的生成物为,其物质的量之比为41,则该反应的热化学方程式为________

2)镧镍合金是一种良好的储氢材料,向体积恒定的密闭容器中充入氢气发生如下反应:的平衡转化率与其初始充入物质的量、反应温度的关系如左图所示;一定温度下,容器内的压强随时间的变化关系如右图所示。

①左图中初始充入量由大到小的是________

②该反应平衡常数的大小关系为________”“,理由是________

③若保持温度不变,在时刻将容器的容积压缩至原来的一半,并在时刻达到平衡。请在右图中画出相应的变化曲线______

④某二次镍氢电池放电时的工作原理如图所示,其中隔膜为________离子交换膜,负极的电极反应式为________

3)储氢还可以借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:

。在某温度下,向容积为2L的恒容容器中加入环己烷,平衡时体系中压强为,苯的物质的量为,则平衡常数________用含abp的代数式表示;用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数

 

查看答案

电解锰工艺过程会产生锰、镁复盐,其组成为(NH4)7MnMg2(SO4)6.521H2O。一种综合利用该复盐的工艺流程如图所示:

已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5。回答下列问题:

1(NH4)7MnMg2(SO4)6.5•21H2O的水溶液呈__________________性(填 Mn的化合价为__________________

2)“沉锰”的离子反应方程式为__________________;滤液1溶质的主要成分有__________________

3)“沉锰”过程中pH和温度对Mn2+Mg2+沉淀率的影响如图所示:

①由图可知,“沉锰”合适的条件为__________________

Mg2+主要生成的是__________________沉淀(填“Mg(OH)2”或“MgCO3),当温度高于45℃时Mg2+Mn2+沉淀率的变化如图所示,原因是__________________

4)若将NH3通入0.01molL-1MgSO4溶液至Mg2+完全沉淀,则此时溶液中NH3H2O的物质的量浓度为__________________(已知=1.34,忽略反应前后溶液体积的变化,计算结果保留两位有效数字)

 

查看答案

高纯镍常用作加成反应的催化剂,制取原理:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),实验室用如图所示装置制取Ni(CO)4,已知CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓(黑色)+2HClNi(CO)4熔点-25℃,沸点43℃60℃以上与空气混合易爆炸:Fc(CO)5熔点-20℃,沸点103℃。回答下列问题:

1)装置A中发生反应的化学方程式为__________________

2)装置C用于合成Ni(CO)4(夹持装置略),最适宜选用的装置为__________________(填标号).

3)实验过程中,必须先观察到__________________(填实验现象)才加热C装置,原因是__________________

4)制得的Ni(CO)4中常溶有Fe(CO)5等杂质,提纯的方法是__________________(填标号).

A.分液    B.过滤    C.蒸馏    D.蒸发浓缩、冷却结晶

5)利用“封管实验“原理也可冶炼高纯镍。如图所示的石英玻璃封管中充有CO气体,则不纯的镍(Ni)粉应放置在封管的__________________温度区域端(填“323K”、“473K)

6)实验中加入6.90gHCOOHC装置质量减轻1.18g(设杂质不参加反应,)E装置中盛有PdCl2溶液200mL.PdCl2溶液的物质的量浓度至少为__________________mol••L-1

 

查看答案

已知Cr(OH)3是类似Al(OH)3的两性氢氧化物,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31。如图为CrAl两种元素在水溶液中存在的形式与pH的关系,图中纵轴表示lgc(M3+)lgc[M(OH)4-](其中M=AlCr)。下列说法错误的是(   

A.曲线N表示Al3+的浓度变化

B.Al(OH)3Cr(OH)3混合悬浊液中滴加NaOH溶液,Al(OH)3先溶解

C.Al(OH)3Cr(OH)3共沉淀的体系中≈4.8×102

D.若溶液中Al3+Cr3+起始浓度均为0.1mol•L-1,通过调节pH能实现两种元素的分离

 

查看答案

周期表及前20号元素WXYZQ能形成一种常用的净水剂。各元素的原子半径与最外层电子数的关系如图所示,Q为前20号元素中原子半径最大的元素,QW为离子化合物.下列叙述错误的是

A.灼烧QW,透过蓝色钴玻璃观察焰色为紫色

B.X的氢化物中只含有极性共价键

C.XY分别和W形成的简单化合物,前者更稳定

D.YQ的最高价氧化物水化物的水溶液均能溶解XZ形成的化合物

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.