Question

（1）鋰電池負(fù)極材料晶體為Li⁺嵌入兩層石墨層中導(dǎo)致石墨堆積方式發(fā)生改變，上下層一樣，形成如圖1晶體結(jié)構(gòu)．

化學(xué)式為

 

，該電池負(fù)極放電方程式為

 

．
Li⁺投影在石墨層圖，試在圖2中標(biāo)出與該離子鄰近的其它六個(gè)Li⁺的投影位置．Li⁺與相鄰石墨六元環(huán)作用力屬何種鍵型？

 

．
（2）石墨中鍵角為

 

，C原子雜化方式為

 

；實(shí)驗(yàn)測得石墨、苯和乙烯分子中C-C鍵鍵長依次為142、140、133pm．請對上述系列中鍵長依次遞減的現(xiàn)象作出合理的解釋

 

．
（3）第ⅡA金屬碳酸鹽分解溫度如下：

	BeCO3	MgCO3	CaCO3	SrCO3	BaCO3
分解溫度	100℃	540℃	960℃	1289℃	1360℃

寫出BeCO₃分解的化學(xué)方程式

 

．
分解溫度為什么越來越高？

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,不同晶體的結(jié)構(gòu)微粒及微粒間作用力的區(qū)別

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）利用均攤法，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知化學(xué)式；根據(jù)原電池原理可寫出負(fù)極的電極反應(yīng)；結(jié)合圖1晶胞的結(jié)構(gòu)可以畫出圖2中的Li⁺的投影位置；根據(jù)化學(xué)鍵的成鍵粒子的特點(diǎn)可以判斷化學(xué)鍵類型；
（2）根據(jù)石墨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知鍵角以及碳原子的雜化方式；根據(jù)鍵能和鍵長的關(guān)系，可以比較出三種鍵長大小的原因；
（3）根據(jù)元素守恒可以寫出化學(xué)方程式；根據(jù)晶格能大小可以解釋分解溫度的高低；

解答： 解：（1）利用均攤法，可知在每個(gè)晶胞中含有Li原子的個(gè)數(shù)為8×

1

8

=1，C原子的個(gè)數(shù)為2+8×

1

2

=6，所以化學(xué)式為：LiC₆；根據(jù)原電池原理可知，在鋰電池中，鋰失去電子，做負(fù)極材料，所以負(fù)極的電極反應(yīng)為：LiC₆=Li⁺+6C+e^-；結(jié)合圖1晶胞的結(jié)構(gòu)，將晶胞重復(fù)排列，再把Li⁺的投影到石墨上對應(yīng)的位置可得圖：；根據(jù)化學(xué)鍵的成鍵粒子的特點(diǎn)可知，由于成鍵的有Li⁺，由此可判斷化學(xué)鍵應(yīng)為離子鍵，
故答案為：LiC₆；LiC₆=Li⁺+6C+e^-；；離子鍵；

（2）根據(jù)石墨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知在石墨層里，碳與碳形成的是正六邊形，所以鍵角為120°；由于每個(gè)碳周圍連有三個(gè)碳，所以碳原子的雜化方式為sp2，在石墨中一個(gè)C-C鍵平均有0.67個(gè)π電子；苯中一個(gè)C-C鍵平均有1個(gè)π電子；乙烯中一個(gè)C-C鍵平均有2個(gè)π電子；由于π電子從0.67、1增加到2，所以鍵能在增加，鍵長縮短，
故答案為：120°；sp²；石墨中一個(gè)C-C鍵平均有0.67個(gè)π電子；苯中一個(gè)C-C鍵平均有1個(gè)π電子；乙烯中一個(gè)C-C鍵平均有2個(gè)π電子；由于π電子從0.67、1增加到2，所以鍵長縮短；
（3）根據(jù)元素守恒可以寫出BeCO₃分解的化學(xué)方程式為：BeCO₃=BeO+CO₂↑；在離子晶體中，離子半徑越小晶格能越大，所以在第ⅡA金屬碳酸鹽中，陽離子半徑越小對氧的吸引力越大，就越容易導(dǎo)致碳酸根的分解，所以在第ⅡA中，隨著原子序數(shù)的增加，原子半徑增大，碳酸鹽的分解溫度也增大，
故答案為：BeCO₃=BeO+CO₂↑；陽離子半徑越小對氧的吸引力越大，奪取氧的能力越強(qiáng)；

點(diǎn)評：本題主在考查了原電池、化學(xué)鍵、離子晶體中晶格能對性質(zhì)的影響等知識，有一定的綜合性，中等難度．