Question

【題目】華為集團(tuán)在通信網(wǎng)絡(luò)、IT、智能終端和云服務(wù)等領(lǐng)域為客戶提供有競爭力、安全可信賴的產(chǎn)品、解決方案與服務(wù)，與生態(tài)伙伴開放合作，持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值，釋放個人潛能，豐富家庭生活，激發(fā)組織創(chuàng)新。華為堅持圍繞客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，加大基礎(chǔ)研究投入，厚積薄發(fā)，推動世界進(jìn)步。其中MATE30手機采用鋰離子電池，其正極材料為磷酸亞鐵鋰（LiFePO4），它具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點，文獻(xiàn)報道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備。回答下列問題：

（1）在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是________，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_______（填“相同”或“相反”）。

（2）FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價性(類似于氯化鋁)，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為____，其中Fe的配位數(shù)為____。

（3）苯胺（）的晶體類型是_____。苯胺與甲苯（）的相對分子質(zhì)量相近，但苯胺的熔點（-5.9℃）、沸點（184.4℃）分別高于甲苯的熔點（-95.0℃）、沸點（110.6℃），原因是_______。

（4）NH4H2PO4中，電負(fù)性最高的元素是______；其中PO43-采用_______雜化。

（5）如下圖所示為高溫超導(dǎo)領(lǐng)域里的一種化合物——鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是具有代表性的最小重復(fù)單位。該物質(zhì)的化學(xué)式可表示為_____；若鈣、鈦、氧三元素的相對原子質(zhì)量分別為a、b、c，晶體結(jié)構(gòu)圖中正方體邊長(鈦原子之間的距離)為d nm(1 nm＝10－10Cm)，則該晶體的密度為__g·cm－3。

Answer 1

【答案】Mg 相反 4 分子晶體 苯胺分子之間存在氫鍵 O SP3 CaTiO3 g/cm3

【解析】

該選修題涉及到了元素周期表和對角線原則、核外電子排布式的寫法、配位物的形成，以及熔沸點的判斷方式和分子晶體的判斷方法。電負(fù)性的判斷和雜化軌道的計算。

(1)根據(jù)元素周期表和對角線原則可知與Li化學(xué)性質(zhì)相似的是Mg，Mg的最外層電子數(shù)是2，占據(jù)s軌道，s軌道最多容納2個電子，所以自旋方向相反；

(2)氯化鐵的雙聚體，就是兩個氯化鐵相連接在一 起，已知氯化鐵的化學(xué)鍵有明顯的共價性所以仿照共價鍵的形式將兩個氯化鐵連接在一起， 即結(jié)構(gòu)式為，因此Fe的配位數(shù)為4；

(3)大多數(shù)有機物都是分子晶體，除了一部分有機酸鹽和有機堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高，同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵,苯胺中存在電負(fù)性較強的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高；

(4)電負(fù)性與非金屬性的大小規(guī)律相似，從左到右依次增大，O就是最大的；

PO43-中價層電子對個數(shù)=4+（5-5）=4，含孤電子對數(shù)為0，雜化軌道數(shù)4，所以原子雜化方式是sp3雜化；

(5) )利用均攤法可以知道在每個晶胞中鈦離子個數(shù)為8=1，氧離子的個數(shù)為12，鈣離子個數(shù)為1，所以氧、鈦、鈣的離子個數(shù)比是3:1:1，化學(xué)式可表示為CaTiO3；

因為在每個晶胞中含有一個CaTiO3，根據(jù)可以知道密度為= g/cm3。