Question

【題目】[化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)] 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。Cu在元素周期表中的位置為_______，基態(tài)Cu3+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)適合作錄音磁帶磁粉原料的為____（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，其組成元素的電負性由大到小的順序為___________；碳原子的雜化方式有_______。

（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VSEPR模型為___________，比較鍵角的大小：H2O_______CH4（填“>”“<”或“=”），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apm，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】第四周期第I B族 [Ar] 3d8 B O＞C＞H sp2、sp3 氫鍵、范德華力 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 4 或或

【解析】

（1）據(jù)元素周期表得，銅在周期表中位于：第四周期第ⅠB族；銅是29號元素故Cu3+的核外電子排布式為：[Ar] 3d8；

（2）四價Cr核外有未成對電子故有磁性，答案選B；

（3）由圖1得，組成元素是CHO三種元素，故其電負性由大到小的順序為：O＞C＞H；其中碳原子存在雙鍵和單鍵故為sp2、sp3雜化；

（4）①可燃冰中存在水，故有氫鍵，分子之間存在范德華力；②水分子中價層電子對個數(shù)=2+×(6-2×1)=4且含有2個孤電子對，所以其空間構(gòu)型為四面體結(jié)構(gòu)；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，故H2O＜CH4；

（5）中間四個頂點代表的原子被四個相鄰的晶胞所共享，這樣每個晶胞中只分攤到0.25個原子，一個晶胞中含有碳原子數(shù)=0.25×4=1，上層和下層八個頂點各屬于八個晶胞每個晶胞只分攤到，一個晶胞中含有碳原子數(shù)=×8=1，體心上一個，上下面上各占半個共1個，故一個晶胞中含有碳原子數(shù)4個碳原子；密度=質(zhì)量/體積===。