Question

【題目】磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動力電池之一。

（1）基態O原子核外電子排布式為_______，基態Fe2+核外未成對電子數為_______，基態P原子核外占據最高能級的電子云輪廓圖為_________形；

（2）比較大小（填“大于”、“小于”或“等于”）：

①沸點：NH3_____PH3 ；②第一電離能：I1(P)_____I1(O)。

（3）PO43的空間構型是______，P原子的雜化形式為______，在1molPO43中含σ鍵______個。

（4）Li2O的晶胞如圖所示（其中白球代表Li，黑球代表O）。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（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】1s22s22p4 4 紡錘 大于 小于 正四面體 sp3 4NA

【解析】

（1）根據電子排布規律書寫；

（2）借助硫元素的位置，根據第一電離能的變化規律判斷。

（3）根據價層電子互斥理論分析離子的空間構型和原子的雜化方式。

（4）根據晶胞的均攤法分析計算晶體的密度。

(1)基態氧原子的電子排布式為 1s22s22p4；基態Fe2+核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其中未成對電子數為4；基態P原子核外占據最高能級的電子為3p電子，其電子云輪廓圖為紡錘形；

(2) ①氮的非金屬性比磷強，所以氨氣的穩定性大于磷化氫；

②同主族元素，從上往下第一電離能減小，同周期元素，從做到右，第一電離能增大，所以磷的第一電離能小于硫，硫小于氧。故I1(P) 小于I1(O)；

(3)磷酸根離子中磷原子價層電子對個數為，且不含孤對電子，根據價層電子對互斥理論判斷該陰離子為正四面體；中心原子磷原子雜化形式為 sp3；磷氧單鍵為σ鍵，磷氧雙鍵為σ鍵和π鍵，所以一個磷酸根離子含有4個σ鍵，故1mol磷酸根離子含有 4NAσ 鍵。

(4)由圖可知，鋰位于晶胞內部，氧位于頂點和面心，因此一個晶胞中有8個鋰原子，氧原子個數為=4，因此一個氧化鋰晶胞的質量為g，一個晶胞的體積為（0.4665）3cm3，即晶體的密度為g·cm3。