Question

【題目】(1)2019年諾貝爾化學(xué)獎頒給了三位在鋰電池領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。

①基態(tài)鋰原子核外有________種不同空間運(yùn)動狀態(tài)的電子。

②狀態(tài)的鋰到狀態(tài)的鋰所得的原子光譜是________光譜。

③鋰和鈹相比，鋰的第Ⅱ電離能________（填“>”“<”或“=”）鈹?shù)牡?/span>Ⅱ電離能。

(2)某鋰離子電池的正極材料為。

①基態(tài)原子價層電子的電子排布圖（軌道表達(dá)式）是________。

②磷元素是生物體不可缺少的元素之一，把一種填有的蘇打石灰玻璃移植到體內(nèi)，鈣離子和磷酸根離子在玻璃和骨頭的間隙中溶出，有助于誘導(dǎo)新的骨骼生成。的結(jié)構(gòu)如圖I所示，其中原子的雜化方式是________，是________（填“極性”或“非極性”）分子。

③原子形成的含氧酸有很多種結(jié)構(gòu)，圖Ⅱ是某種多聚磷酸根的結(jié)構(gòu)示意圖。這種多聚磷酸的化學(xué)式為________（用表示磷原子的個數(shù)）。

(3)某鋰電池負(fù)極材料晶體中嵌入兩層石墨層中導(dǎo)致石墨堆積方式發(fā)生改變，形成如圖Ⅲ所示的晶體結(jié)構(gòu)。

①石墨是一種導(dǎo)體，但石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向，原因是________。

②已知最近碳一碳原子間的距離是，則最近鋰一鋰離子間的距離是________；石墨層之間的距離是（其中），表示阿伏加德羅常數(shù)的值，該晶體的密度是________（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】2 發(fā)射 > 非極性 相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面

【解析】

(1)①鋰原子有3個電子；②狀態(tài)的鋰到狀態(tài)，是激發(fā)態(tài)到基態(tài)；③Li+：1s2，全滿，穩(wěn)定，難失電子。

(2)①Fe是26號元素；②的結(jié)構(gòu)如圖I所示，P價層電子對數(shù)為4，是具有中心對稱的；③根據(jù)數(shù)學(xué)通項公式求得這種多聚磷酸的化學(xué)式。

(3)①相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面；②最近鋰一鋰離子間的距離是3倍石墨中碳碳間的距離，先求石墨一個正六邊形的面積，再求晶胞底面面積，再求晶體的密度。

(1)①鋰原子有3個電子，基態(tài)鋰原子核外有2種不同空間運(yùn)動狀態(tài)的電子；故答案為2。

②狀態(tài)的鋰到狀態(tài)，是激發(fā)態(tài)到基態(tài)，因此鋰所得的原子光譜是發(fā)射光譜；故答案為：發(fā)射。

③鋰和鈹相比，Li+：1s2，Be+,1s22s1，Li+：1s2，全滿，穩(wěn)定，難失電子，鋰的第Ⅱ電離能＞鈹?shù)牡?/span>Ⅱ電離能；故答案為：＞。

(2)①Fe是26號元素，基態(tài)原子價層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)是；故答案為：。

②的結(jié)構(gòu)如圖I所示，P價層電子對數(shù)為4，因此P原子的雜化方式是sp3，是具有中心對稱的，因此為非極性分子；故答案為：sp3；非極性。

③一個磷原子時為PO43、P2O74、P3O105，根據(jù)數(shù)學(xué)通項公式求得這種多聚磷酸的化學(xué)式為；故答案為：。

(3)①石墨是一種導(dǎo)體，但石墨的導(dǎo)電性只能沿石墨平面的方向，原因是相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面；故答案為：相鄰碳原子平面之間相隔較遠(yuǎn)，電子不能從一個平面跳躍到另一個平面。

②已知最近碳一碳原子間的距離是anm，中心與碳原子的距離為apm，則最近鋰一鋰離子間的距離是3anm；石墨層之間的距離是bnm，石墨一個正六邊形的面積為，晶胞中有3個正六邊形，一個晶胞中碳原子個數(shù)為6個，Li+有1個，該晶體的密度是；故答案為：。