题目内容
【题目】快离子导体是一类具有优良离子导电能力的固体电解质。图1（Li3SBF4）和图2是潜在的快离子导体材料的结构示意图。回答下列问题：
（1）S+2e-=S2-过程中，获得的电子填入基态S原子的___（填轨道符号）；
（2）BF3+NH3=NH3BF3的反应过程中，形成化学键时提供电子的原子轨道符号是___；产物分子中采取sp3杂化轨道形成化学键的原子是___；
（3）基态Li+、B+分别失去一个电子时，需吸收更多能量的是___，理由是___；
（4）图1所示的晶体中，锂原子处于立方体的位置___；若其晶胞参数为apm，则晶胞密度为___g·cm-3(列出计算式即可)
（5）当图2中方格内填入Na+时，恰好构成氯化钠晶胞的
，且氯化钠晶胞参数a=564pm。氯化钠晶体中，Cl-按照A1密堆方式形成空隙，Na+填充在上述空隙中。每一个空隙由___个Cl-构成，空隙的空间形状为___；
（6）温度升高时，NaCl晶体出现缺陷（如图2所示，某一个顶点没有Na+，出现空位），晶体的导电性大大增强。该晶体导电时，在电场作用下迁移到空位上，形成电流。迁移的途径有两条（如图2中箭头所示）：
途径1：在平面内挤过2、3号氯离子之间的狭缝（距离为x）迁移到空位。
途径2：挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道（如图3，小圆的半径为y）迁移到空位。已知：r(Na+)=95pm，r(Cl-)=185pm，
=1.4，
。
①x=___，y=___；（保留一位小数）
②迁移可能性更大的途径是___。
【答案】3p 2p B、N Li+ Li+的最外层电子排布为1s2，B+最外层电子排布为2s2，1s轨道上的电子的能量低于2s轨道上电子 棱上 
6 正八面体 24.8pm 38.7pm 途径2
【解析】
（1）分析S原子的电子排布式，知道空轨道，得到的电子填充入空轨道即可；
（2）B、N的2P轨道未填充满电子；
（3）Li+从1S轨道失去电子、B+从2S轨道失去电子，2S轨道能量高于1S轨道；
（4）根据均摊法反推锂原子；根据m=
v计算密度即可；
（5）氯化钠晶胞中Na+处于立方体的面对角线上，据此分析；
（6）①由图可知x=两个氯离子之间的距离-2r(Cl-),算出正三角形的高，利用正三角形性质可求出氯离子到小球中心的距离，再减去氯离子的半径即为y值；
②比较x、y值即可，谁大谁更可能。
（1）S原子电子排布式为：1S22S22P63S23P4可知，3P轨道未填充满电子，故获得的电子填入基态S原子的3P轨道，故答案为：3P；
（2）H、B、N、F四种原子的核外电子分析可知，N、B原子均有未成对电子，所以提供电子的原子为B、N，B原子的核外电子排布式为：1S22S22P1,N原子的核外电子排布式为：1S22S22P3，所以B原子的2P轨道、N原子的2P轨道提供电子，有B、N原子核外电子排布可知B、N原子均提供3个2P轨道，采用sp3杂化的为N原子，故答案为：2P；B、N；
（3）Li+从1S轨道失去电子、B+从2S轨道失去电子，2S轨道能量高于1S轨道，从1S轨道失去电子吸收跟多的能量，故答案为：Li+ ；Li+的最外层外电子排布为1s2，B+最外层电子排布为2s2，1s轨道上的电子的能量低于2s轨道上电子；
（4）棱上的原子个数=12×
=3，顶点上的原子个数=8×
=1，体心的原子个数=1，立方体内部非体心原子个数=4，由Li3SBF4可知，该晶体中有三个锂，所以锂原子根据均摊法及结合图片，图上锂原子个数
4=3处于立方体的位置棱上；1mol晶胞的质量=(7×3+32×1+11×1+19×4)g140g，因为晶胞参数为a pm=a×10-10cm，一个晶胞的体积=a3=a3×10-30cm3，1mol晶胞的体积= a3×10-30cm3×NA，由m=v得，
=g·cm-3，故答案为：棱上；；
（5）氯化钠晶体中，Cl-按照A1密堆，每个Cl-周围有6个Na+,每个Na周围有6个Cl-，空间形状为正八面体，故答案为：6；正八面体；
（6）由于图2为NaCl晶体的八分之一晶体，所以图2的小正方体棱长=
=
=282pm，则两个Cl-之间的距离=
×282pm。
①由图可知x=两个氯离子之间的距离-2r(Cl-)=×282pm-2×185pm=24.8pm；由图可知正三角形的高cos30°×两个氯离子之间的距离=
，由正三角形性质可知，氯离子小球中心的距离=
正三角形的高=，由图可知y=氯离子到小球中心的距离-r(Cl-)=-185pm=38.72pm,保留一位小数为38.7pm，故答案为：24.8pm；38.7pm；
②因为x<y，第二种间隙更大，所以第二种途径更可能，故答案为：途径2。
【题目】随着环保意识增强，清洁能源越来越受到人们关注。
（1）甲烷是一种理想的洁净燃料。已知：CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（g）；△H= -802.3kJ·mol-1 H2O（1）=H2O（g），△H =+44.0kJ·mol-l
写出常温常压下甲烷完全燃烧的热化学方程式____，计算4.8g甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出热量为____kJ。
（2）利用甲烷与水反应制备氢气，因原料廉价，具有推广价值。该反应为CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）△H=+206.lkJ·mol-l。
①800℃时，反应的化学平衡常数K=l.0，某时刻测得该温度下密闭容器中各物质的物质的量浓度如下表。
CH4 | H2O | CO | H2 |
3.0 molL1 | 8.5 molL1 | 2.0 molL1 | 2.0 molL1 |
则此时正、逆反应速率的关系是正反应速率____逆反应速率。（填“＞”、“＜”、“＝”）
②为了探究温度、压强对上述化学反应速率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为360℃或480℃、压强为101 kPa或303 kPa，其余实验条件见下表）。
实验序号 | 温度/℃ | 压强/kPa | CH4初始浓度/ molL1 | H2O初始浓度/ molL1 |
1 | 360 | p | 2.00 | 6.80 |
2 | t | 101 | 2.00 | 6.80 |
3 | 360 | 101 | 2.00 | 6.80 |
表中t=___，P=____；设计实验2、3的目的是____；实验l、2、3中反应的化学平衡常数的大小关系是____（用K1、K2、K3表示）。
