Question

【题目】磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。

（1）基态O原子核外电子排布式为_______，基态Fe2+核外未成对电子数为_______，基态P原子核外占据最高能级的电子云轮廓图为_________形；

（2）比较大小（填“大于”、“小于”或“等于”）：

①沸点：NH3_____PH3 ；②第一电离能：I1(P)_____I1(O)。

（3）PO43的空间构型是______，P原子的杂化形式为______，在1molPO43中含σ键______个。

（4）Li2O的晶胞如图所示（其中白球代表Li，黑球代表O）。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______g·cm3（列出计算式即可）。

Answer 1

【答案】1s22s22p4 4 纺锤 大于 小于 正四面体 sp3 4NA

【解析】

（1）根据电子排布规律书写；

（2）借助硫元素的位置，根据第一电离能的变化规律判断。

（3）根据价层电子互斥理论分析离子的空间构型和原子的杂化方式。

（4）根据晶胞的均摊法分析计算晶体的密度。

(1)基态氧原子的电子排布式为 1s22s22p4；基态Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其中未成对电子数为4；基态P原子核外占据最高能级的电子为3p电子，其电子云轮廓图为纺锤形；

(2) ①氮的非金属性比磷强，所以氨气的稳定性大于磷化氢；

②同主族元素，从上往下第一电离能减小，同周期元素，从做到右，第一电离能增大，所以磷的第一电离能小于硫，硫小于氧。故I1(P) 小于I1(O)；

(3)磷酸根离子中磷原子价层电子对个数为，且不含孤对电子，根据价层电子对互斥理论判断该阴离子为正四面体；中心原子磷原子杂化形式为 sp3；磷氧单键为σ键，磷氧双键为σ键和π键，所以一个磷酸根离子含有4个σ键，故1mol磷酸根离子含有 4NAσ 键。

(4)由图可知，锂位于晶胞内部，氧位于顶点和面心，因此一个晶胞中有8个锂原子，氧原子个数为=4，因此一个氧化锂晶胞的质量为g，一个晶胞的体积为（0.4665）3cm3，即晶体的密度为g·cm3。