Question

【題目】化學(xué)作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，在材料科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用．
（1）高溫超導(dǎo)材料釔鋇銅氧的化學(xué)式為YBaCu3O7 ， 其中1/3的Cu以罕見的Cu3+形式存在．Cu3+基態(tài)的核外電子排布式為
（2）磁性材料在生活和科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用廣泛．研究表明，若構(gòu)成化合物的陽離子有未成對電子時，則該化合物具有磁性．下列物質(zhì)適合做錄音帶磁粉原料的是（填選項字母）．
A.V2O5
B.CrO2
C.PbO
D.ZnO
（3）屠呦呦因在抗瘧藥﹣﹣青蒿素（C15H22O5）研究中的杰出貢獻，成為首獲科學(xué)類諾貝爾獎的中國人．青蒿素的結(jié)構(gòu)簡式如圖l所示，碳原子的雜化方式為 ．

（4）“可燃冰因儲量大”，污染小被視為未來石油的替代能源，由甲烷和水形成的“可燃冰”結(jié)構(gòu)如圖2所示

①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力為
②H2O的鍵角大于CH4原因為
（5）鋰離子電池在便攜式電子設(shè)備以及電動汽車、衛(wèi)星等領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景，該電池負極材料為石墨，石墨為層狀結(jié)構(gòu)（如圖3），其晶胞結(jié)構(gòu)如圖4所示，該晶胞中有個碳原子．已知石墨的層間距為a pm，C﹣C鍵長為b pm，阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA ， 則石墨晶體的密度為g．cm﹣3（列出計算式）．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d8
（2）B
（3）sp2、sp3
（4）氫鍵、范德華力；甲烷分子的雜化軌道中無孤電子對，而H2O分子有兩對孤對電子，孤對電子與成鍵電子的排斥力大、鍵角小
（5）4；
【解析】解：（1）Cu原子核外電子數(shù)為29，原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1 ， 失去4s能級1個電子、3d能級2個電子形成Cu3+ ， 基態(tài)Cu3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；所以答案是：1s22s22p63s23p63d8；
（2.）A．V2O5 中V5+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6 ， 沒有未成對電子，沒有磁性；B．CrO2 中Cr4+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2 ， 有未成對電子，具有磁性；C．PbO 中Pb處于IVA族，失去p能級2電子形成Pb2+ ， 沒有未成對電子，沒有磁性；D．ZnO中Zn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10 ， 沒有未成對電子，具有磁性，CrO2適合作錄音磁帶磁粉原料，所以答案是：B；
（3.）青蒿素分子中酯基中C原子為形成3個σ鍵、其它碳原子形成4個σ鍵，均沒有孤對電子，碳原子的雜化方式為 sp2、sp3 ， 所以答案是：sp2、sp3；
（4.）①水分子之間形成氫鍵，分子之間還存在范德華力，所以答案是：氫鍵、范德華力；②H2O分子中O原子形成2個σ鍵、含有2對孤電子對，VSEPR模型為四面體形；甲烷分子的雜化軌道中無孤電子對，而H2O分子有兩對孤對電子，孤對電子與成鍵電子的排斥力大、鍵角小，則鍵角H2O＜CH4 ，
所以答案是：四面體形；＜；甲烷分子的雜化軌道中無孤電子對，而H2O分子有兩對孤對電子，孤對電子與成鍵電子的排斥力大、鍵角小；
（5.）根據(jù)均攤法，晶胞中C原子數(shù)目=1+8× +4× +2× =4，晶胞質(zhì)量為 g，C﹣C鍵長為b pm，則上、下底面為菱形，上底面棱長為b pm× ×2= b pm，石墨的層間距為apm，則晶胞高為2a pm，則晶胞密度為 g÷{[2× × b×10﹣10× b×10﹣10×sin60°cm]×2a×10﹣10cm}= g．cm﹣3 ， 所以答案是：4； ．