磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池是綠色環(huán)保型電池,該電池以磷酸鐵鋰為正極材料,嵌有石墨的鋰為負(fù)極材料,溶有LiRF6的碳酸酯作電解質(zhì)。回答下列問題;
(1)基態(tài)P原子的成對(duì)與未成對(duì)電子數(shù)之比為 4:14:1;其最高能級(jí)的電子云輪廓圖的形狀為 啞鈴形啞鈴形。
(2)Li、F、P三種元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?F>P>LiF>P>Li。元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放電的能量稱作第一電子親和能(E1),第三周期部分元素的 E1 的大小順序?yàn)?sub>15P>14Si>16S>17Cl,第一電子親和能15P(E1=-71kJ?mol-1)<14Si(E1=-134kJ?mol-1) 的原因?yàn)?P的3p能級(jí)處于半充滿狀態(tài),相對(duì)穩(wěn)定,不易得到一個(gè)電子,P元素的第一電子親和能小于SiP的3p能級(jí)處于半充滿狀態(tài),相對(duì)穩(wěn)定,不易得到一個(gè)電子,P元素的第一電子親和能小于Si。
(3)一種鋰電池的正極材料磷酸鐵鋰(LiFePO4)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶體中,[FeO6]八面體和[PO4]四面體組成空間鏈狀結(jié)構(gòu),Li+會(huì)填充在鏈之間的孔道內(nèi),晶胞如圖a所示。充放電時(shí),LiFePO4中的Li+會(huì)不斷脫嵌或嵌入,晶體結(jié)構(gòu)變化如圖所示:
①i表示 充電充電(填“充電”或”放電”)過程。
②已知:Li+的脫嵌率:脫嵌出的Li+數(shù)LiFePO4中Li+的總數(shù)×100%。某時(shí)刻,若正極材料中n( Fe2+):n(Fe3+)=3:1,則Li+的脫嵌率為 25%25%,平均每個(gè)晶胞脫嵌 11個(gè)Li+。
③LiFePO4晶體的晶胞參數(shù)分別為anm、anm,bnm,則磷酸鐵鋰晶體的摩爾體積Vm=a2bNA4×10-21a2bNA4×10-21cm3?mol-1。(已知阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,晶體的摩爾體積是指單位物質(zhì)的量晶體所占的體積)。
(4)多聚磷酸由磷酸(H3PO4)加熱脫水縮合而成,鏈狀多聚磷酸是多個(gè)磷酸通過脫水后共有部分氧原子連接起來的,多聚磷酸根多聚磷酸根離子的部分結(jié)構(gòu)投影圖如圖所示(由于P、O原子的半徑大小不同,投影圖中P與O之間存在部分或全部遮掩關(guān)系,則其化學(xué)式為 PO-3PO-3。
脫嵌出的
L
i
+
數(shù)
L
i
F
e
P
O
4
中
L
i
+
的總數(shù)
a
2
b
N
A
4
×
1
0
-
21
a
2
b
N
A
4
×
1
0
-
21
PO
-
3
PO
-
3
【答案】4:1;啞鈴形;F>P>Li;P的3p能級(jí)處于半充滿狀態(tài),相對(duì)穩(wěn)定,不易得到一個(gè)電子,P元素的第一電子親和能小于Si;充電;25%;1;;
a
2
b
N
A
4
×
1
0
-
21
PO
-
3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/9 8:0:9組卷:42引用:1難度:0.5
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1.碳及其化合物有著重要用途?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)碳原子的價(jià)層電子排布圖為
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(3)甲烷、水、氨氣中C、O、N原子均采用sp3雜化方式,VSEPR模型均為正四面體構(gòu)型,比較三者鍵角的大小
(4)C60室溫下為紫紅色固體,不溶于水,能溶于四氯化碳等非極性溶劑。據(jù)此判斷C60的晶體類型是
(5)C60晶胞結(jié)構(gòu)如圖,C60分子處于頂點(diǎn)和面心。已知:C60晶胞棱長(zhǎng)為14.20? (1?=10-8cm),則C60的晶體密度為
C60體中存在正四面體空隙(例如1、3、6、7四點(diǎn)構(gòu)成)和正八面體空隙(例如3、6、7、8、9、12六點(diǎn)構(gòu)成),則平均每一個(gè)C60晶胞中有發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:53引用:2難度:0.4 -
2.鐵及其化合物在生產(chǎn)生活及科學(xué)研究方面應(yīng)用非常廣泛。
(1)基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子的電子排布圖為
(2)(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O俗稱摩爾鹽
①NH4+電子式為
②N、O兩元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?!--BA-->
③SO42-中S原子的雜化方式為
(3)K3[Fe(CN)6]晶體中中心原子的配位數(shù)為
(4)FeS2晶體的晶胞如圖(c)所示。晶胞邊長(zhǎng)為a nm、FeS2相對(duì)式量為M,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為發(fā)布:2025/1/5 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.7 -
3.N、P、As都是ⅤA族元素,且原子序數(shù)依次增大,它們的單質(zhì)和化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。請(qǐng)回答下列相關(guān)問題。
(1)基態(tài)磷原子的價(jià)電子排布式為
(2)已知白磷的分子式為P4,其結(jié)構(gòu)如圖1所示??茖W(xué)家目前合成了N4分子,其分子結(jié)構(gòu)與白磷類似。則N原子的雜化軌道類型是
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