【题目】2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家,以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。LiFePO4、聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。回答下列问题:
(1)Fe的价层电子排布式为___。
(2)Li、F、P、As四种元素的电负性由大到小的顺序为___。
(3)乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近,但沸点高出100℃,原因是___。
(4)电池工作时,Li+沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移的过程如图甲所示(图中阴离子未画出)。电解质LiPF6或LiAsF6的阴离子结构如图乙所示(X=P、As)。
①聚乙二醇分子中,碳、氧的杂化类型分别是___、___。
②从化学键角度看,Li+迁移过程发生___(填“物理变化”或“化学变化”)。
③PF6中P的配位数为___。
④相同条件,Li+在___(填“LiPF6”或“LiAsF6”)中迁移较快,原因是___。
(5)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。LiCl·3H2O属正交晶系(长方体形)。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的品胞中所有Cl原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cl原子的数目为___。LiCl·3H2O的摩尔质量为Mg·mol-1,设NA为阿伏加德罗常数的值,则LiCl·3H2O晶体的密度为___g·cm-3(列出计算表达式)。
【答案】3d64s2 F、P、As、Li 乙二醇分子中羟基比丙醇的多,分子间的氢键比丙醇多,分子间作用力较大 sp3 sp3 化学变化 6 LiAsF6 AsF6-的半径比PF6-的大,AsF6-与Li+的作用力比PF6-弱 4
【解析】
(1)Fe为26号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;
(2)非金属性越强,电负性越强;
(3)根据氢键的数量分析判断;
(4)①根据图中聚乙二醇的碳氧键链方式分析判断杂化轨道类型;
②化学变化过程是旧键的断裂和新键的形成;
③与中心原子直接以配位键相结合的原子个数即为配位数;
④相同条件,AsF6-的半径比PF6-的大,对锂离子的作用力大小不同;
(5)根据晶胞密度公式计算;
(1)Fe为26号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故价层电子排布式为3d64s2;
(2)非金属性越强,电负性越强,非金属性:F>P>As>Li,则四种元素的电负性由大到小的顺序为F、P、As、Li;
(3)乙二醇分子中羟基比丙醇的多,分子间的氢键比丙醇多,分子间作用力较大;
(4)①图中聚乙二醇的碳原子都是形成4个单键,无孤电子对,为sp3杂化,氧原子都是形成2个单键,有2对孤电子,为sp3杂化;
②化学变化过程的实质是旧键的断裂和新键的形成,Li+在迁移过程中要将旧的配位键断裂,迁移后再形成新的配位键,符合化学变化过程的要求;
③与中心原子直接以配位键相结合的原子个数即为配位数,由图乙所示,PF6的中心原子为P,与之以配位键相结合的F原子有6个,则配位数为6;
④AsF6-的半径比PF6-的大,AsF6-与Li+的作用力比PF6-弱,则Li+在LiAsF6中迁移较快;
(5)如图为沿x轴投影的品胞中所有Cl原子的分布图和原子分数坐标。其中2个Cl原子在晶胞内部,4个Cl在晶胞的面上,则该晶胞中Cl原子的数目为2+4×=4个;晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。则晶胞的体积为0.72nm×1.0nm×0.56nm=(0.72×1.0×0.56)nm3=(0.72×1.0×0.56×10-21)cm3,晶胞中含有4个Cl原子,即含有4个LiCl·3H2O,则晶胞的质量为g,则LiCl·3H2O晶体的密度为=g·cm-3。
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【题目】下列说法正确的是
A.与互为同位素
B.O2和O3互为同素异形体,两者之间不能相互转化
C.乙醇和甲醚互为同分异构体,可用金属钠鉴别
D.的一氯代物只有2种(不考虑立体异构)
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【题目】反应2H2(g)+02(g)=2H2O(l)过程中的能量变化如图所示,下列有关说法中正确的是
A. H1<0 B. H2为该反应的反应热
C. H3为氢气的燃烧热 D. H1=H3-H2
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【题目】工业上常用电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱,生产装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,以下说法中正确的是( )
A. a极与电源的负极相连
B. 产物丁为硫酸溶液
C. 离子交换膜d为阳离子交换膜
D. b电极反应式:4OH--4e- =O2↑+2H2O
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【题目】实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol/L的NaOH溶液480 mL:
(1)配制时,必须使用的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、玻璃棒、________。
(2)要完成本实验该同学应称出NaOH________g。
(3)某同学欲称量NaOH的质量,他先用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图,烧杯的实际质量为________g。
(4)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________。
(5)在配制过程中,其他操作都是正确的,下列操作会引起误差偏高的是________。
①没有洗涤烧杯和玻璃棒
②转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
④定容时俯视刻度线
⑤未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
⑥定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面低于刻度线,再加水至刻度线
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【题目】某学生用0.2000mol·L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体
③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下,并记下读数
④移取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数
请回答:
(1)以上步骤有错误的是_____,该错误操作会导致测定结果___________
(2)判断滴定终点的现象是:________________________________________
(3)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为_______ mL。
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【题目】奥司他韦是一种高效、高选择性神经氨酸酶抑制剂,是目前治疗流感的最常用药物之一,是公认的抗禽流感、甲型H1N1等病毒最有效的药物之一。也是国家的战略储备药物。也有专家尝试使用奥司他韦作为抗新型冠状病毒(2019-nCoV)药物。以莽草酸作为起始原料是合成奥司他韦的主流路线。
Ⅰ.莽草酸是从中药八角茴香中提取的一种化合物,是合成奥司他韦的原料。下列有关莽草酸说法正确的是__
A 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B 可以发生加成反应、消去反应、加聚反应、缩聚反应、取代反应
C 分子中所有原子共平面
D 只溶于苯等有机溶剂,不溶于水
Ⅱ.奥司他韦的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A的含氧官能团名称有:_______,反应③的反应类型:____。
(2)反应①的反应试剂和反应条件:____。
(3)请写出反应②的化学方程式:____。
(4)芳香化合物X是B的同分异构体,则符合官能团只含酚羟基的X有__种。
(5)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。C中有__个手性碳。
(6)结合以上合成路线设计由对甲基苯甲醛制备对醛基苯甲酸的合成路线____。
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【题目】设NA代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法中正确的是( )
A.常温下1L0.1mol·L-1NH4NO3溶液中的氮原子数为0.2NA
B.在熔融状态下,lmolNaHSO4完全电离出的阳离子数目为2NA
C.22.4L氯气与足量的金属铁发生氧化还原反应时得到2NA个电子
D.常温常压下,18g重水(D2O)所含的中子数为10NA
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【题目】化合物F(盐酸地拉普利)是一种治疗高血压的药物,其合成路线流程图如图:
(1)D中的官能团有酰胺键、__和__(填名称)。
(2)E→F的反应类型为__。
(3)B的分子式为C15H21O2N,写出B的结构简式:__。
(4)A的一种同分异构体M同时满足下列条件,写出M的结构简式:___。
①M是一种芳香族化合物,能与NaOH溶液发生反应;
②M分子中有4种不同化学环境的氢。
(5)已知:R—XR—CNR—CH2NH2。
写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)___。
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