Question

【题目】化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用．
（1）高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7 ， 其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在．Cu3+基态的核外电子排布式为
（2）磁性材料在生活和科学技术中应用广泛．研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性．下列物质适合做录音带磁粉原料的是（填选项字母）．
A.V2O5
B.CrO2
C.PbO
D.ZnO
（3）屠呦呦因在抗疟药﹣﹣青蒿素（C15H22O5）研究中的杰出贡献，成为首获科学类诺贝尔奖的中国人．青蒿素的结构简式如图l所示，碳原子的杂化方式为 ．

（4）“可燃冰因储量大”，污染小被视为未来石油的替代能源，由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为
②H2O的键角大于CH4原因为
（5）锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景，该电池负极材料为石墨，石墨为层状结构（如图3），其晶胞结构如图4所示，该晶胞中有个碳原子．已知石墨的层间距为a pm，C﹣C键长为b pm，阿伏伽德罗常数的值为NA ， 则石墨晶体的密度为g．cm﹣3（列出计算式）．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d8
（2）B
（3）sp2、sp3
（4）氢键、范德华力；甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小
（5）4；
【解析】解：（1）Cu原子核外电子数为29，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 ， 失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cu3+ ， 基态Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8；所以答案是：1s22s22p63s23p63d8；
（2.）A．V2O5 中V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6 ， 没有未成对电子，没有磁性；B．CrO2 中Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2 ， 有未成对电子，具有磁性；C．PbO 中Pb处于IVA族，失去p能级2电子形成Pb2+ ， 没有未成对电子，没有磁性；D．ZnO中Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 ， 没有未成对电子，具有磁性，CrO2适合作录音磁带磁粉原料，所以答案是：B；
（3.）青蒿素分子中酯基中C原子为形成3个σ键、其它碳原子形成4个σ键，均没有孤对电子，碳原子的杂化方式为 sp2、sp3 ， 所以答案是：sp2、sp3；
（4.）①水分子之间形成氢键，分子之间还存在范德华力，所以答案是：氢键、范德华力；②H2O分子中O原子形成2个σ键、含有2对孤电子对，VSEPR模型为四面体形；甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小，则键角H2O＜CH4 ，
所以答案是：四面体形；＜；甲烷分子的杂化轨道中无孤电子对，而H2O分子有两对孤对电子，孤对电子与成键电子的排斥力大、键角小；
（5.）根据均摊法，晶胞中C原子数目=1+8× +4× +2× =4，晶胞质量为 g，C﹣C键长为b pm，则上、下底面为菱形，上底面棱长为b pm× ×2= b pm，石墨的层间距为apm，则晶胞高为2a pm，则晶胞密度为 g÷{[2× × b×10﹣10× b×10﹣10×sin60°cm]×2a×10﹣10cm}= g．cm﹣3 ， 所以答案是：4； ．