内容正文:
1. 铝离子电池能量密度高、成本低且安全性高,是有前景的下一代储能电池。铝离子电池一般采用离子液体作为电解质,几种离子液体的结构如下。
回答下列问题:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为___________。
(2)基态氮原子的价层电子排布图为___________(填编号)。
A. B. C. D.
(3)化合物I中碳原子杂化轨道类型为___________,化合物II中阳离子的空间构型为___________。
(4)化合物III中O、F、S电负性由大到小的顺序为___________。
(5)传统有机溶剂大多易挥发,而离子液体有相对难挥发的优点,原因是___________。
(6)铝离子电池的其中一种正极材料为AlMn2O4,其晶胞中铝原子的骨架如图所示。
①晶体中与Al距离最近的Al的个数为___________。
②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,如图中原子1的坐标为(,,),原子2的坐标为(,,),则原子3的坐标为_____。
③已知该晶体属于立方晶系,晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数值为NA,则晶体的密度为______g·cm-3(列出计算式)。
2. 腈类化合物是一类含氰基(-C≡N)的重要有机化合物,可以用作农药、香料、金属缓蚀剂或液晶材料等,氨氧化法是丙烯腈的重要生产方法,反应原理如下:
CH2=CH-CH3(丙烯)+NH3+O2CH2=CH-CN(丙烯腈)+H2O(未配平)
(1)丙烯分子中碳原子的杂化方式为_____,丙烯腈分子中σ键与π键的数目比为_____。
(2)该反应原理中的第二周期各元素的第一电离能由大到小的顺序为_____,原因是_____。
(3)键角:NH3_____(填“>”、“<”或“=”)H2O,原因是_____。
(4)丙烯腈在不同条件下可以转化为丙酸(CH3CH2COOH)和CH3CHClCOOH,试比较二者酸性的强弱:CH3CH2COOH_____(填“>”、“<”或“=”)CH3CHClCOOH。
(5)一种金属钼(Mo)的晶胞为体心立方堆积,如图1所示。
①以晶胞参数为单位长度建立如图2所示坐标系,若图1中原子1的坐标为(0,0,0),则图1中原子2的坐标为_____。
②若晶胞参数为apm,则图1中原子1和原子2的连线长度为_____pm,金属钼的密度为_____g•cm-3。
3. 氮、磷、铁、钴在现代工农业、科技及国防建设等领域中都有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态N原子核外电子共有______种空间运动状态,第一电离能:I1(N)______(填“>”或“<”)I1(O)。
(2)N及其同族的P、As均可形成类似的氢化物,NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为______(填化学式)。
(3)HNO3和HNO2中N的杂化方式分别为______。
(4)Co的配合物[CO(N3)(NH3)3]SO4中配位体N的空间结构为______。
(5)铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料,其正交相晶胞结构如图。
铁酸钇的化学式为______。若1号O原子分数坐标为(0,0,),2号O原子分数坐标为(,-m,-n),则3号Fe原子的分数坐标为______。
4. 我国科学家制备的催化剂能实现氨硼烷(H3NBH3)高效制备氢气的目的,制氢原理:,请回答下列问题:
(1)基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为_______。
(2)已知几种元素的电负性如下表所示。
元素
H
B
C
N
O
电负性
2.1
2.0
2.5
3.0
3.5
①上述制氢反应中,有_______种元素的原子采取sp3杂化。
②NH3中键角∠HNH_______(填“大于”、“小于”或“等于”)H3NBH3中键角∠HNH。
③B、C、N、O的电负性依次增大,其主要原因是_______。
(3)某有机硼化合物的结构简式如下图所示,组成该有机物的第二周期元素第一电离能由大到小的顺序为_______(填元素符号)。
(4)化硼是一种新型无机非金属材料,晶胞结构如下图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。a点磷原子的坐标为(0,0,0),b点磷原子的坐标为(1,1,0),则c点硼原子的坐标为_______。
(5)四氢铝钠(NaAlH4)是有机合成中重要的还原剂,晶胞结构如下图所示。
①配位数为_______。
②已知NA为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为_______(用含a、NA的代数式表示)g∙cm-3 。
5. 化合物A是含有草酸根()的铜配合物(结构如下图),可加热分解制备Cu纳米颗粒。请回答以下相关问题:
(1)草酸根中C原子的杂化方式为