1、全国卷1(2019全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_(填“相同”或“相反”)。 (2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为_，其中Fe的配位数为_。(3)苯胺()的晶体类型是_。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9)、沸点(184.4)分别高于甲苯的熔点(95.0)、沸点(11
2、0.6)，原因是_。(4)NH4H2PO4中，电负性最高的元素是_；P的_杂化轨道与O的2p轨道形成_键。(5)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_(用n代表P原子数)。解析(1)由元素周期表中的“对角线规则”可知，与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg；Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，故M层的2个电子自旋状态相反。(2)Fe能够提供空轨道，而Cl能够提供孤电子对，故FeCl3分子双聚时可形成配位键。由常见AlCl3的双聚分子
3、的结构可知FeCl3的双聚分子的结构式为，其中Fe的配位数为4。(3)苯胺为有机物，结合题给信息中苯胺的熔、沸点可知苯胺为分子晶体。苯胺中有NH2，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提升分子晶体的熔、沸点。(4)同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于N，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性N大于P，又H的电负性小于O，因此NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。PO中中心原子P的价层电子对数为4，故P为sp3杂化，P的sp3杂化轨道与O的2p轨道形成键。(5)由三磷酸根离子的结构可知，中间P原子连接的4个O原子中，2个O原子完全属于该P
4、原子，另外2个O原子分别属于2个P原子，故属于该P原子的O原子数为223，属于左、右两边的2个P原子的O原子数为3227，故若这类磷酸根离子中含n个P原子，则O原子个数为3n1，又O元素的化合价为2，P元素的化合价为5，故该离子所带电荷为2(3n1)5nn2，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为(PnO3n1)(n2)。答案(1)Mg相反(2) 4(3)分子晶体苯胺分子之间存在氢键(4)Osp3(5)(PnO3n1)(n2)2(2018全国卷)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，
5、能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。(2)Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_。(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是_、中心原子的杂化形式为_。LiAlH4中，存在_(填标号)。A离子键B键C键 D氢键(4)Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图a的BornHaber循环计算得到。可知，Li原子的第一电离能为_kJmol1，O=O 键键能为_kJmol1，Li2O晶格能为_kJmol1。(5)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图b所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为_gcm3(列出计算
6、式)。解析(1)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。(2)Li与H具有相同的电子构型，Li的核电荷数大于H的核电荷数，因此Li的原子核对电子的吸引能力强，即Li半径小于H半径。(3)LiAlH4的阴离子为AlH，AlH中Al的杂化轨道数为4，Al采取sp3杂化，为正四面体构型。LiAlH4是离子化合物，存在离子键，H和Al间形成的是共价单键，为键。(4)由题给信息可知，2 mol Li(g)变为2 mol Li(g)吸收1040 kJ热量，因此Li原子的第一电离能为520 kJmol1；0.5 mol氧气生成1
7、mol氧原子吸收249 kJ热量，因此O=O键的键能为498 kJmol1；Li2O的晶格能为2908 kJmol1。(5)由题给图示可知，Li位于晶胞内部，O位于顶点和面心，因此一个晶胞有8个Li，O原子个数684。因此一个Li2O晶胞的质量 g，一个晶胞的体积为(0.4665107)3 cm3，即该晶体密度 gcm3。答案(1)DC(2)Li核电荷数较大(3)正四面体sp3AB(4)5204982908(5)省市卷1(2019江苏卷)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O。(1)Cu2基态核外电子排布式为_。(2)SO的空间构型为_(用文字
8、描述)；Cu2与OH反应能生成Cu(OH)42，Cu(OH)42中的配位原子为_(填元素符号)。(3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为_；推测抗坏血酸在水中的溶解性：_(填“难溶于水”或“易溶于水”)。(4)一个Cu2O晶胞(如图2)中，Cu原子的数目为_。解析(1)Cu为29号元素，根据构造原理可知，Cu的核外电子排布式为Ar3d104s1，失去2个电子后变为Cu2，则Cu2的核外电子排布式为Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9。(2)SO中S没有孤对电子，价层电子对数为044，故S为sp3杂化，SO的空间构型为正四面体形。该配离子中Cu提供空轨道，O提
9、供孤对电子，故配位原子为O。(3)该分子中形成单键的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化。1个抗坏血酸分子中含有4个羟基，其可以与H2O形成分子间氢键，所以抗坏血酸易溶于水。(4)根据均摊法知，该晶胞中白球个数为812，黑球个数为4，白球和黑球数目之比为12，所以Cu为黑球，1个晶胞中含有4个Cu原子。答案(1)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(2)正四面体O(3)sp3、sp2易溶于水(4)42(2018江苏卷)臭氧(O3)在Fe(H2O)62催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO和NO，NOx也可在其他条件下被还原为N2。(1)SO中心原子轨道的杂化类型
10、为_；NO的空间构型为_(用文字描述)。(2)Fe2基态核外电子排布式为_。(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_(填化学式)。(4)N2分子中键与键的数目比n()n()_。(5)Fe(H2O)62与NO反应生成的Fe(NO)(H2O)52中，NO以N原子与Fe2形成配位键。请在Fe(NO)(H2O)52结构示意图的相应位置补填缺少的配体。解析(1)SO中S原子的价层电子对数为4，所以采取sp3杂化。NO中氮原子上无孤对电子，成键电子对数为3，即N采取sp2杂化，NO的空间构型为平面正三角形。(2)Fe的原子序数是26，Fe2核外有24个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。(3)等电子体是指价电子总数和原子数均相同的分子、离子或原子团，O3与NO均为3原子18价电子的粒子，故二者互为等电子体。(4)N2分子中含有1个键和2个键。(5)注意Fe(NO)(H2O)52中N原子与Fe2形成配位键即可。答案(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO(4)12(5)
