氮、镓、砷等元素的单质及其化合物在生产生活中应角广泛。回答下列问题：

1. 氮、镓、砷等元素的单质及其化合物在生产生活中应角广泛。回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 是一种优良的等离子蚀刻气体，在芯片制造等方面有广泛应用。 $\text{[math]}$ 分子的空间构型为。

(2) 超高导热绝缘耐高温纳米氮化铝在绝缘材料中应用广泛，氮化铝晶体与金刚石类以，每个铝原子与个氮原子相连，氮化铝晶体属于晶体。

(3) M是氮杂氟硼二吡咯类物质，常用作光敏剂，其结构如图。

已知虚线框内五元环结构类似苯，存在五中心六电子离域大 $\text{[math]}$ 键，则虚线框中氮元素采用杂化方式为，M中存在的微粒间作用力有(填标号)。

A.共价键 B.离子键 C.氢键 D.配位键

(4) $\text{[math]}$ 是一种重要的半导体材料，晶胞结构如图。

已知图中a原子的分数坐标为 $\text{[math]}$ ，则b原子的分数坐标为；若 $\text{[math]}$ 晶体密度为 $\text{[math]}$ ，设 $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值，则晶体中两个 $\text{[math]}$ 原子间的最短距离为 $\text{[math]}$ (列出计算式即可)。

【考点】

晶胞的计算; 原子轨道杂化方式及杂化类型判断;

【答案】

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综合题普通

1. 2019年诺贝尔化学奖颁发给三位开发锂离子电池的科学家。锂离子电池正极材料是决定其性能的关键．

（1）锰酸锂(LiMn₂O₄)电池具有原料成本低、合成工艺简单等优点。Li⁺能量最低的激发态离子的电子排布图为，该晶体结构中含有Mn⁴⁺ ，基态Mn⁴⁺核外价层电子占据的轨道数为个。

（2）磷酸铁锂(LiFePO₄)电池安全、充电快、使用寿命长，其中P原子的杂化方式为，阴离子的空间结构为。

（3）三元正极材料 $\text{[math]}$ 掺杂Al³⁺可使其性能更优，第四电离能：MnAl(填“大于”“小于”)，原因是。

（4）铋化锂被认为是很有潜力的正极材料，晶胞结构如图所示。

①晶胞可以看作是由铋原子构成的面心立方晶格，锂原子填充在其中的四面体和八面体空隙处。晶体的化学式为，图中铋原子坐标参数：A为(0，0，0)， B为(0，1，1)，C为。

②若晶胞参数为anm，则铋原子的半径为nm，八面体间隙中的锂原子与四面体间隙中的锂原子之间的最短距离为nm。

综合题普通

2. 钴及其化合物在催化剂、磁性材料、电池等领域应用十分广泛。回答下列问题：

(1)纳米氧化钴可以在室温下将甲醛完全催化氧化为CO₂和H₂O。

①基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]。

②甲醛分子中三种元素电负性由大到小的顺序为(填元素符号)；甲醛分子的立体构型为；分子中σ键与π键数目比为。

(2)[Co(NH₃)₆]Cl₃是橙黄色晶体，该配合物中提供空轨道接受孤对电子的微粒是，NH₃分子中氮原子的杂化轨道类型为，NH₃是(填“极性”或“非极性”)分子。

(3)LiCoO₂可用作锂离子电池的电极材料。在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是(填元素符号)，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)；LiF的熔点为848℃，属于晶体，LiF的熔点高于LiCl熔点(605℃)的原因是。

(4)某钻化合物纳米粉可以提高碱性电池的性能。该化合物晶胞结构如图所示，已知晶胞参数为a nm，则此晶体的密度为(列出计算式即可)g·cm^-3。

综合题普通

3. N是一种常见元素，叠氮化钠 $\text{[math]}$ 用于汽车的安全气囊中，当汽车发生剧烈碰撞时，可分解生成Na和 $\text{[math]}$ 。

已知：

化学键	N—N	N=N	N≡N
键能/( $\text{[math]}$ )	193	418	946

请回答：

(1) 基态N原子的电子排布式为。 $\text{[math]}$ 的空间构型为。

(2) $\text{[math]}$ 不稳定而分解的可能的原因是；。

(3) 下列说法不正确的是___________。 A. N与Cl可形成两种氯化物： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B. 同周期中第一电离能小于N的元素有4种 C. $\text{[math]}$ 中存在 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 键 D. ∠HNH键角： $\text{[math]}$

(4) 某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为 $\text{[math]}$ 配体，四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为188 $\text{[math]}$ ，则M离子的化学式为(用元素符号表示)。与M离子最近的B原子数目为。

综合题普通