专题13 物质结构与性质

【教师版】

A、高考真题赏析

（其它试题在后面的课时学案里）

1．[2018新课标Ⅰ]Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2020年诺贝尔化学奖。回答下列问题：

（1）基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为_________。

（2）Li及其周期表中相邻元素的第一电离能（I1）如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是_________。I1(Be)> I1(B)> I1(Li)，原因是________。

（3）磷酸根离子的空间构型为_______，其中P的价层电子对数为_______、杂化轨道类型为_______。

（4）LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO4的单元数有____个。

电池充电时，LiFeO 4脱出部分Li +，形成Li 1−x FePO 4，结构示意图如(b)所示，则x =_______，n (Fe 2+ )∶n (Fe 3+)=_______。

【答案】（1）45

（2）Na 与Li 同族，Na 电子层数多，原子半径大，易失电子

Li 、Be 、B 同周期，核电荷数依次增加。Be 为1s 22s 2全满稳定结构，第一电离能最大。与Li 相比，B 核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大。

（3）正四面体 4 sp 3

（4）4 316

13∶3 【解析】

【分析】

题（1）考查了对基态原子电子排布规律的认识；题（2）考查了第一电离能的周期性变化规律；题（3）考查了分子或离子空间构型判断的两大理论；题（4）重点考查通过陌生晶胞的晶胞结构示意图判断晶胞组成。

【详解】

（1）基态铁原子的价电子排布式为623d 4s ，失去外层电子转化为Fe 2+和Fe 3+，这两种基态离子的价电子排布式分别为63d 和53d ，根据Hund 规则可知，基态Fe 2+有4个未成对电子，基态Fe 3+有5个未成对电子，所以未成对电子个数比为4:5；

（2）同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以

()()11Li Na I I ＞；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于ⅡA 元素