Question

【題目】我國科研人員在鈉離子電池研究中又取得新突破。鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相同、制造工藝相似，而且具有資源豐富、成本低廉、安全性能好等特點。一種鈉離子電池的負極材料為Na2Co2TeO6（制備原料為Na2CO3、Co3O4和TeO2），電解質溶液為的碳酸丙烯酯溶液。

回答下列問題：

（1）基態Na原子的電子排布式為__，最高能層電子云輪廓圖形狀為___。

（2）Te與S同主族，與同周期，Te屬于元素周期表中__區元素，其基態原子的價電子排布圖（即軌道表示式）為___。

（3）碳酸丙烯酯的結構簡式為，則其中π鍵和σ鍵的數目之比為___，碳原子的雜化軌道類型為____。

（4）C元素的最高價氧化物的電子式為___，CO32-的VSEPR模型名稱是___，ClO4-的立體構型是__。

（5）[Co(H2O)6]3+的幾何構型為正八面體形，配體是__，該配離子包含的作用力為___（填選項字母）。

A.極性鍵 B.金屬鍵 C.氫鍵 D.配位鍵

（6）由原料制備負極材料的反應過程中，是否有電子轉移___（填“是”或者“否”）。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s1 球形 p 1:13 sp2、sp3雜化 平面三角形 正四面體形 H2O AD 是

【解析】

（4）通過價層電子對互斥理論分析CO32-與ClO4-的電子對立體構型，結合中心原子有無孤電子對分析離子構型：價層電極對數=σ鍵電子對數+中心原子上的孤電子對數。據此進行分析。

（6）本問涉及復雜化合物的化合價的判斷，復雜的化合物首先確定只有一種化合價的元素，然后再看有多種化合價但常用化合價只有一種的，最后結合化合物的化合價之和為零分析不常見的元素化合價，可以分析在Na2Co2TeO6中Na的化合價為+1價，O的化合價為-2價，結合Te和Co的可能變價以及化合物的化合價為零可知，Na2Co2TeO6中Co的化合價為+2價，Te的化合價為+6價，據此分析。

（1）基態Na原子核外電子數為11，其核外電子排布式為：1s22s22p63s1。最高能層為M層，只有1個s能級，其電子云輪廓圖形狀為球形。答案為：1s22s22p63s1；球形；

（2）Te與S同主族，與I同周期，說明Te的最外層排布同S一樣，Te所具有的能層數與I相同，則可知Te屬于元素周期表中p區元素，其基態原子的價電子排布圖為：；答案為：p；；

（3）根據單鍵為σ鍵，雙鍵中只有一個σ鍵，另一個為π鍵，結合碳酸丙烯酯的結構簡式，可知其中π鍵有1個，σ鍵有13個，則其中π鍵和σ鍵的數目之比為1:13。碳酸丙烯酯中碳原子成鍵方式為單鍵和雙鍵，成單鍵的碳原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，雜化方式為sp3雜化，成雙鍵的碳原子成3個σ鍵，沒有孤電子對，雜化方式為sp2雜化，所以碳酸丙烯酯的碳原子軌道雜化方式為：sp2、sp3雜化。答案為：1:13；sp2、sp3雜化；

（4）C元素的最高價氧化物為CO2，其電子式為：；CO32-中碳原子價層電子對數=，且不含孤電子對，所以CO32-的VSEPR模型名稱是平面三角形。ClO4-中Cl原子的價層電子對數=，且不含孤電子對，所以其立體構型是正四面體形。答案為：；平面三角形；正四面體形；

（5）[Co(H2O)6]3+的配體為H2O，該配離子包含的作用力為H-O極性鍵、配位鍵，故答案為：H2O；AD；

（6）Na2Co2TeO6中Co的化合價為+2價，Te的化合價為+6價，與反應物相比，存在化合價的升降變化，故由原料制備負極材料的反應過程中，有電子轉移，答案為：是。