【題目】鋰離子電池是現(xiàn)代高性能電池的代表,高性能的電極材料與物質(zhì)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

(l) LiFePO4因具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而成為新一代正極材料,這與PO43-的結(jié)構(gòu)密切相關(guān),PO43-的立體構(gòu)型為____。P、O、S的電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>______________

(2)通常在電極材料表面進(jìn)行包覆處理以增強(qiáng)其導(dǎo)電性。抗壞血酸常被用作碳包覆的碳源,其易溶于水的原因是 ___,抗壞血酸中碳原子的雜化方式為 ___,1mol抗壞血酸中手性碳原子的數(shù)目為______

(3) Li+過度脫出易導(dǎo)致鋰電池結(jié)構(gòu)坍塌產(chǎn)生O2而爆炸,實(shí)驗(yàn)證實(shí)O2因具有單電子而成為順磁性分子,下列結(jié)構(gòu)式(黑點(diǎn)代表電子)中最有可能代表O2分子結(jié)構(gòu)的是____(填標(biāo)號(hào))。

A.

B.

C.

D.

(4)目前最常用的電極材料有鋰鈷復(fù)合氧化物和石墨。

①鋰鈷復(fù)合氧化物中LiCo、O分別形成了六邊層狀結(jié)構(gòu)(圖a),按照Li-O-Co-O-Li–O-Co-O- Li--順序排列,則該化合物的化學(xué)式為____Co3+的價(jià)層電子排布式為_____。

②石墨晶胞(圖b)層間距為d pmC—C鍵長為a pm,石墨晶體的密度為p g/cm3,列式表示阿伏加德羅常數(shù)為____mol-l。

【答案】正四面體 O>S>P 分子中含有多個(gè)羥基,可與水分子間形成氫鍵 sp2、sp3 2NA B LiCoO2 3d6

【解析】

(l) 根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,計(jì)算磷酸根離子的價(jià)電子對(duì)數(shù),找出PO43-空間構(gòu)型,P、O、S的電負(fù)性從大到小的順序按非金屬性強(qiáng)弱和電負(fù)性大小之間的關(guān)系來回答;

(2)抗壞血酸易溶于水的原因從影響溶解性的因素——含羥基及其與水的作用來分析,抗壞血酸中碳原子的雜化方式從碳碳鍵角度分析,1mol抗壞血酸中手性碳原子的數(shù)目結(jié)合定義和圖示結(jié)構(gòu)判斷;

(3)結(jié)合信息和示意圖選擇判斷;

(4)結(jié)合①鋰鈷復(fù)合氧化物中Li、Co、O分別形成了六邊層狀結(jié)構(gòu)(圖a),用均攤法計(jì)算晶胞內(nèi)的原子數(shù),求該化合物的化學(xué)式,鈷的原子序數(shù)為27,則按電子排布規(guī)律可寫Co3+的價(jià)層電子排布式;

②已知石墨晶胞(圖b)層間距為d pm,C—C鍵長為a pm,按晶胞的密度等于晶體的密度為p g/cm3,列式求阿伏加德羅常數(shù);

(l) PO43-P原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù) 且不含孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷空間構(gòu)型為正四面體結(jié)構(gòu);

答案為:正四面體;

元素的非金屬性越強(qiáng),其電負(fù)性越大,則電負(fù)性O>S>P

答案為:O>S>P;

(2)抗壞血酸碳原子數(shù)目相對(duì)較少,但分子內(nèi)含4個(gè)羥基,可與水分子間形成氫鍵,因此它易溶于水;

答案為:分子中含有多個(gè)羥基,可與水分子間形成氫鍵;

分子內(nèi)有碳碳單鍵、對(duì)應(yīng)碳原子sp3雜化方式,也有碳碳雙鍵,對(duì)應(yīng)碳原子sp2雜化方式;

答案為:sp2、sp3;

與四個(gè)不同的原子或原子團(tuán)相連的碳原子稱為手性碳原子,由圖知,1個(gè)抗壞血酸分子中含2個(gè)手性碳原子,則1mol抗壞血酸中手性碳原子的數(shù)目為2NA;

答案為:2NA;

(3)結(jié)合信息:O2因具有單電子而成為順磁性分子,從示意圖知B結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵有3電子,B有單電子,B滿足;

答案為:B;

(4) 鋰鈷復(fù)合氧化物中LiCo、O分別形成了六邊層狀結(jié)構(gòu)(圖a),整個(gè)六棱柱結(jié)構(gòu)中:Li個(gè)數(shù)為:個(gè),Co個(gè)數(shù)為:,O個(gè)數(shù)為: 則,Li、CoO個(gè)數(shù)比為112,化學(xué)式為LiCoO2;

答案為:LiCoO2;

鈷的原子序數(shù)為27,Co3+24個(gè)電子,電子排布式為[Ar] 3d6,其價(jià)層電子排布式為3d6;

答案為:3d6

石墨晶胞中碳原子數(shù)目= ,故晶胞的質(zhì)量= ,層內(nèi)(平行四邊形)C—C鍵長為a pm=,底面的邊長為,底面上的高為 底面的邊長=,層間距為d pm,則晶胞的體積=××=,則該晶胞的密度,則NA=

答案為: 。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時(shí),將濃度均為0.1mol/L 、體積分別為VaVbHA溶液與BOH溶液按不同體積比混合,保持Va+Vb=100mL,VaVb與混合液的pH的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

A. Ka(HA)的值與Kb(BOH)的值不相等

B. b點(diǎn)時(shí),水電離出的c(H+)=10-7 mol/L

C. c點(diǎn)時(shí),c(A-)>c(B+)

D. a→c過程中 不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生的能源。生物質(zhì)氣(主要成分為CO、CO2)H2混合,催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一。

1)①上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)Cu原子的核外電子排布式:______

②銅的一種氧化物晶胞中(結(jié)構(gòu)如圖所示),所包含的Cu原子數(shù)目為______

③其中O原子的配位數(shù)為______。

2)根據(jù)等電子原理,寫出CO分子的結(jié)構(gòu)式______。

3)甲醇催化氧化可得到甲醛(HCHO),甲醛與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應(yīng)生成Cu2O沉淀。

①甲醇沸點(diǎn)比甲醛高得多的原因是______。

②甲醇分子中原子軌道的雜化類型為sp3的原子個(gè)數(shù)為______

③甲醛分子的空間構(gòu)型是______;1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為______。

④甲醇中C、H、O三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>______。

Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S高的原因是______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下所示:

2C2H2g+5O2g→4CO2g+2H2Ol+2600kJ

2C6H6g+15O2g→12CO2g+6H2Ol+6590kJ

下列說法正確的是

A.2mol C2H2g 完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放熱大于2600kJ

B.2mol C6H6l 完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱大于6590kJ

C.相同條件下,等質(zhì)量的C2H2g)與C6H6g)完全燃燒,C6H6g)放熱更多

D.C2H2g 三聚生成C6H6g 的過程屬于放熱反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,向20mL濃度均為0.1mol/LNaOHMOH溶液中分別滴加0. 1mol/L鹽酸,溶液的pH隨鹽酸體積變化如圖所示。下列說法不正確的是( )

A.MOH的電離常數(shù)約為1×l0-5B.a點(diǎn)溶液中存在

C.b點(diǎn)和c點(diǎn)溶液混合后顯堿性D.水的電離程度:d>b>a

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法中,正確的是 ( )

A. 濃硫酸稀釋時(shí)溶液溫度升高,說明濃硫酸稀釋時(shí)只有水合過程

B. 蔗糖是非電解質(zhì),放入水中溶液溫度沒有明顯變化,說明蔗糖溶于水既沒有擴(kuò)散過程又沒有水合過程

C. 家用石堿()久置后,由塊狀變成粉末狀,這一變化是風(fēng)化的結(jié)果

D. 從冰箱中取出物品,表面很快出現(xiàn)水珠,這種現(xiàn)象叫潮解

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對(duì)于反應(yīng):K2Cr2O7 + 14HCl → 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2↑+ 7H2O ,若有0.1mol K2Cr2O7參加反應(yīng),下列說法正確的是(

A.被氧化的HCl51.1molB.轉(zhuǎn)移電子1.806×1023個(gè)

C.氧化產(chǎn)物為7.3gD.還原劑占參加反應(yīng)HCl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮及其化合物對(duì)環(huán)境具有顯著影響。

(1)已知汽車氣缸中氮及其化合物發(fā)生如下反應(yīng):

N2(g)+O2(g)2NO(g) H=+180 kJ/mol

N2(g)+2O2(g)2NO2(g) H=+68 kJ/mol

2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H=__________ kJ/mol

(2)對(duì)于反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程如下:

第一步:2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)

第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO(g)(慢反應(yīng))

其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡,第一步反應(yīng)中:υ=k1 ·c2(NO),υ =k1 ·c(N2O2),k1、k1 為速率常數(shù),僅受溫度影響。下列敘述正確的是__________

A. 整個(gè)反應(yīng)的速率由第一步反應(yīng)速率決定

B. 同一溫度下,平衡時(shí)第一步反應(yīng)的越大,反應(yīng)正向程度越大

C. 第二步反應(yīng)速率慢,因而平衡轉(zhuǎn)化率也低

D. 第二步反應(yīng)的活化能比第一步反應(yīng)的活化能高

(3)在密閉容器中充入一定量的CONO氣體,發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) H<0,圖為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系:

①溫度:T1__________T2(“>”“<”“=”)。

②若在D點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器升溫,同時(shí)擴(kuò)大體積使體系壓強(qiáng)減小,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中AG點(diǎn)中的__________點(diǎn)(填字母)

③某研究小組探究該反應(yīng)中催化劑對(duì)脫氮率(NO轉(zhuǎn)化率)的影響。將相同量的NOCO 以一定的流速分別通過催化劑ab,相同時(shí)間內(nèi)測定尾氣,a結(jié)果如圖中曲線I所示。已知:催化效率 b>a;b的活性溫度約450℃。在圖中畫出b所對(duì)應(yīng)的曲線(300℃開始畫) _______。

(4)在汽車的排氣管上加裝催化轉(zhuǎn)化裝置可減少NOx的排放。研究表明,NOx的脫除率除與還原劑、催化劑相關(guān)外,還取決于催化劑表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3X(A、B 均為過渡元素)為催化劑,用H2還原NO的機(jī)理如下:

第一階段:B4(不穩(wěn)定)H2低價(jià)態(tài)的金屬離子(還原前后催化劑中金屬原子的個(gè)數(shù)不變)

第二階段:I . NO(g)+□→NO(a)

II . 2NO(a)→2N(a)+O2(g) III. 2N(a)→N2(g)+2□

IV. 2NO(a)→N2(g)+2O(a) V. 2O(a)→O2(g)+2□

注:表示催化劑表面的氧缺位,g表示氣態(tài),a表示吸附態(tài)

第一階段用氫氣還原 B4得到低價(jià)態(tài)的金屬離子越多,第二階段反應(yīng)的速率越快,原因是________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】隨著科技的進(jìn)步,合理利用資源、保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。甲胺鉛碘(CH3NH3PbI3)用作全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的敏化劑,可由CH3NH2、PbI2HI為原料合成,回答下列問題:

1)制取甲胺的反應(yīng)為CH3OH(g)+NH3(g) CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:

共價(jià)鍵

C-O

H-O

N-H

C-N

鍵能/kJ·mol1

351

463

393

293

則該反應(yīng)的ΔH_______。

2)上述反應(yīng)中所需的甲醇工業(yè)上利用水煤氣合成,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH0。在一定條件下,將1 mol CO2 mol H2通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時(shí),CH3OH的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)變化趨勢如圖所示:

①平衡時(shí),M點(diǎn)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為10%,則CO的轉(zhuǎn)化率為________

X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)________(填“大”或“小”)。某同學(xué)認(rèn)為上圖中Y軸表示溫度,你認(rèn)為他判斷的理由是_____________________。

3)實(shí)驗(yàn)室可由四氧化三鉛和氫碘酸反應(yīng)制備難溶的PbI2,則每生成3 mol PbI2的反應(yīng)中,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________。

4)常溫下,PbI2飽和溶液(呈黃色)中c(Pb2)=1.0×103mol·L1,則Ksp(PbI2)=_________;已知Ksp(PbCl2)=1.6×105,則轉(zhuǎn)化反應(yīng)PbCl2(s)+2I-(aq) PbI2(s)+2Cl-(aq)的平衡常數(shù)K_________。

5)分解HI曲線和液相法制備HI反應(yīng)曲線分別如圖1和圖2所示:

①反應(yīng)H2(g)+I2(g) =2HI(g) 的ΔH__________(填大于或小于)0。

②將二氧化硫通入碘水中會(huì)發(fā)生反應(yīng):SO2I22H2O=3HHSO42II2II3,圖2中曲線a、b分別代表的微粒是________、_________(填微粒符號(hào));由圖2 知要提高碘的還原率,除控制溫度外,還可以采取的措施是___________________________________。

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