Question

【題目】2019年10 月9 日諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位化學(xué)家，以表彰其對(duì)研究開發(fā)鋰離子電池作出的卓越貢獻(xiàn)。PC15、LiFePO4聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6等可作制鋰離子電池的材料�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

(l)Fe 的價(jià)層電子排布式為______________。Li、Fe、Cl、P 四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>___________________。

(2) PC13中心原子P 雜化類型是___________。將氨水和FeCl3 溶液混合后過(guò)濾出沉淀，再將沉淀溶入KOH 飽和溶液中，得到6 – 羥基配合物溶液，該配合物的化學(xué)式為_____。

(3)下列物質(zhì)沸點(diǎn)最高的是_____________。

.A.正戊烷[ CH3 ( CH2)3CH3 ] B. l-丙醇 ( CH3 CH2 CH2OH)

C.乙二醇( HOCH2 CH2OH) . D. 丙醛( CH3CH2 CHO)

(4)熔融的PC15冷卻后變?yōu)榘咨�的離子晶體，晶體的晶胞如圖所示，測(cè)得其中含有一種正四面體形陽(yáng)離子和一種正八面體形陰離子，寫出陰、陽(yáng)離子的化學(xué)式 __________；正四面體形陽(yáng)離子中鍵角大于PC13 的鍵角原因?yàn)?/span>______________。

(5)電池工作時(shí)，Li+ 沿聚乙二醇分子中的碳氧鏈遷移的過(guò)程如圖甲所示（圖中陰離子未畫出）。電解質(zhì)LiPF6或LiAsF6的陰離子結(jié)構(gòu)如圖所示（X=P、As）。

相同條件，Li+ 在LiAsF6 中比在LiPF6 中遷移較快，原因是 ________________。

Answer 1

【答案】3d64s2 P>Cl> Fe > Li sp3 K3[ Fe( OH )6] C PCl4+ 、PC16- PC13分子中P原子有—對(duì)孤電子對(duì)，PCl4+ 中P 沒(méi)有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力 AsF6-的半徑比P F6-大 ，AsF6-與Li+ 的作用力比P F6-的弱（或Li+ 與 AsF6-形成的離子鍵更弱或晶格能更�。�

【解析】

（1）Fe為26號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布式進(jìn)行分析；

金屬性越強(qiáng)，第一電離能一般較小，同周期，同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但P最外層3p能級(jí)容納3的電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低；

（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論來(lái)分析解答，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)；

（3）根據(jù)反應(yīng)物分析6 – 羥基配合物的化學(xué)式；

由于醛的極化度很大，所以沸點(diǎn)比烷烴高，醇分子間形成氫建 故沸點(diǎn)比醛高，醇羥基數(shù)目越多沸點(diǎn)越高，故所以沸點(diǎn)順序：醇>醛>烷烴；

（4）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，說(shuō)明生成自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，一種正四面體形陽(yáng)離子是PCl4+和一種正六面體形陰離子是PC16-；PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，PCl4+中P沒(méi)有孤電子對(duì)，正四面體形陽(yáng)離子中鍵角小于PCl3的鍵角；

（5）AsF6-的半徑比PF6-的大，AsF6-與Li+的作用力比PF6-弱，則Li+在LiAsF6中遷移較快。

（1）Fe為26號(hào)元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，故價(jià)層電子排布式為3d64 s2；

金屬性越強(qiáng)，第一電離能一般較小，同周期，同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但P最外層3p能級(jí)容納3的電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能也高于同周期相鄰元素，故第一電離能P大于Cl，Li、Fe、Cl、P 四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>P>Cl> Fe > Li；

（2）三氯化磷分子中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+（5-3×1）=4，所以磷原子采用sp3雜化；

將氨水和FeCl3 溶液混合后過(guò)濾出沉淀Fe(OH)3，再將沉淀溶入KOH 飽和溶液中，得到6 – 羥基配合物溶液，該配合物的化學(xué)式為K3[ Fe( OH )6]；

（3）根據(jù)反應(yīng)物分析6 – 羥基配合物的化學(xué)式；

由于醛的極化度很大，所以沸點(diǎn)比烷烴高，醇分子間形成氫建 故沸點(diǎn)比醛高，醇羥基數(shù)目越多沸點(diǎn)越高，故所以沸點(diǎn)順序：醇>醛>烷烴；

答案選C；

（4）PCl5是一種白色晶體，在恒容密閉容器中加熱可在148℃液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，說(shuō)明生成自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，一種正四面體形陽(yáng)離子是PCl4+和一種正六面體形陰離子是PCl6-；PCl3中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+=4，所以原子雜化方式是sp3，PCl5中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=5+=4，所以原子雜化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一對(duì)孤電子對(duì)，PCl4+中P沒(méi)有孤電子對(duì)，孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子的排斥力大于成鍵電子對(duì)間的排斥力，所以PCl5中正四面體形陽(yáng)離子中鍵角小于PCl3的鍵角；

（5）AsF6-的半徑比PF6-的大，AsF6-與Li+的作用力比PF6-弱，則Li+在LiAsF6中遷移較快。