Question

【題目】Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用。回答下列問題：

（1）下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_____、_____（填標(biāo)號）。

A． B．

C． D．

（2）Li+與H具有相同的電子構(gòu)型，r(Li+)小于r(H)，原因是______。

（3）LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構(gòu)型是______、中心原子的雜化形式為______。LiAlH4中，存在_____（填標(biāo)號）。

A．離子鍵 B．σ鍵 C．π鍵 D．氫鍵

（4）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的BornHaber循環(huán)計(jì)算得到。

可知，Li原子的第一電離能為________kJ·mol1，O=O鍵鍵能為______kJ·mol1，Li2O晶格能為______kJ·mol1。

（5）Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665 nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為______g·cm3（列出計(jì)算式）。

Answer 1

【答案】 D C Li+核電荷數(shù)較大 正四面體 sp3 AB 520 498 2908

【解析】分析：（1）根據(jù)處于基態(tài)時(shí)能量低，處于激發(fā)態(tài)時(shí)能量高判斷；

（2）根據(jù)原子核對最外層電子的吸引力判斷；

（3）根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論分析；根據(jù)物質(zhì)的組成微粒判斷化學(xué)鍵；

（4）第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，據(jù)此計(jì)算；根據(jù)氧氣轉(zhuǎn)化為氧原子時(shí)的能量變化計(jì)算鍵能；晶格能是氣態(tài)離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，據(jù)此解答；

（5）根據(jù)晶胞中含有的離子個(gè)數(shù)，結(jié)合密度的定義計(jì)算。

詳解：（1）根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1，則D中能量最低；選項(xiàng)C中有2個(gè)電子處于2p能級上，能量最高；

（2）由于鋰的核電荷數(shù)較大，原子核對最外層電子的吸引力較大，因此Li＋半徑小于H－；

（3）LiAlH4中的陰離子是AlH4－，中心原子鋁原子含有的價(jià)層電子對數(shù)是4，且不存在孤對電子，所以空間構(gòu)型是正四面體，中心原子的雜化軌道類型是sp3雜化；陰陽離子間存在離子鍵，Al與H之間還有共價(jià)單鍵，不存在雙鍵和氫鍵，答案選AB；

（4）根據(jù)示意圖可知Li原子的第一電離能是1040 kJ/mol÷2＝520 kJ/mol；0.5mol氧氣轉(zhuǎn)化為氧原子時(shí)吸熱是249 kJ，所以O＝O鍵能是249 kJ/mol×2＝498 kJ/mol；根據(jù)晶格能的定義結(jié)合示意圖可知Li2O的晶格能是2908 kJ/mol；

（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知鋰全部在晶胞中，共計(jì)是8個(gè)，根據(jù)化學(xué)式可知氧原子個(gè)數(shù)是4個(gè)，則Li2O的密度是。