Question

【題目】Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優良性能，得到廣泛應用。回答下列問題：

（1）下列Li原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別為_____、_____（填標號）。

A． B．

C． D．

（2）Li+與H具有相同的電子構型，r(Li+)小于r(H)，原因是______。

（3）LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是______、中心原子的雜化形式為______。LiAlH4中，存在_____（填標號）。

A．離子鍵 B．σ鍵 C．π鍵 D．氫鍵

（4）Li2O是離子晶體，其晶格能可通過圖(a)的BornHaber循環計算得到。

可知，Li原子的第一電離能為________kJ·mol1，O=O鍵鍵能為______kJ·mol1，Li2O晶格能為______kJ·mol1。

（5）Li2O具有反螢石結構，晶胞如圖(b)所示。已知晶胞參數為0.4665 nm，阿伏加德羅常數的值為NA，則Li2O的密度為______g·cm3（列出計算式）。

Answer 1

【答案】 D C Li+核電荷數較大 正四面體 sp3 AB 520 498 2908

【解析】分析：（1）根據處于基態時能量低，處于激發態時能量高判斷；

（2）根據原子核對最外層電子的吸引力判斷；

（3）根據價層電子對互斥理論分析；根據物質的組成微粒判斷化學鍵；

（4）第一電離能是氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量，據此計算；根據氧氣轉化為氧原子時的能量變化計算鍵能；晶格能是氣態離子形成1摩爾離子晶體釋放的能量，據此解答；

（5）根據晶胞中含有的離子個數，結合密度的定義計算。

詳解：（1）根據核外電子排布規律可知Li的基態核外電子排布式為1s22s1，則D中能量最低；選項C中有2個電子處于2p能級上，能量最高；

（2）由于鋰的核電荷數較大，原子核對最外層電子的吸引力較大，因此Li＋半徑小于H－；

（3）LiAlH4中的陰離子是AlH4－，中心原子鋁原子含有的價層電子對數是4，且不存在孤對電子，所以空間構型是正四面體，中心原子的雜化軌道類型是sp3雜化；陰陽離子間存在離子鍵，Al與H之間還有共價單鍵，不存在雙鍵和氫鍵，答案選AB；

（4）根據示意圖可知Li原子的第一電離能是1040 kJ/mol÷2＝520 kJ/mol；0.5mol氧氣轉化為氧原子時吸熱是249 kJ，所以O＝O鍵能是249 kJ/mol×2＝498 kJ/mol；根據晶格能的定義結合示意圖可知Li2O的晶格能是2908 kJ/mol；

（5）根據晶胞結構可知鋰全部在晶胞中，共計是8個，根據化學式可知氧原子個數是4個，則Li2O的密度是。