Question

【題目】[化學—選修3：物質結構與性質] 化學作為一門基礎自然科學，在材料科學、生命科學、能源科學等諸多領域發揮著重要作用。

（1）高溫超導材料釔鋇銅氧的化學式為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Cu3+的核外電子排布式為_ _______。

（2）磁性材料在生活和科學技術中應用廣泛。研究表明，若構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，成為首獲科學類諾貝爾獎的中國人。青蒿素的結構簡式如圖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”結構如圖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備以及電動汽車、衛星等領域顯示出廣闊的應用前景，該電池負極材料為石墨，石墨為層狀結構（如圖3），其晶胞結構如圖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】（1）第四周期第ⅠB族 [Ar] 3d8

（2）B

（3）O＞C＞H sp2、sp3（共1分,有錯或不全均不得分`.）

（4）①氫鍵、范德華力②四面體形 ＜ 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。（1分，答案合理即可得分）

（5）4，或或

【解析】試題分析：（1）據元素周期表得，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=2+1/2×（6-2×1）=4且含有2個孤電子對，所以其空間構型為四面體結構；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H20<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=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1/8，一個晶胞中含有碳原子數=1/8/*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4個碳原子；密度=質量/體積==。