FePO4是一种锂离子电池的正极材料，放电时生成LiFePO4。

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1. FePO₄是一种锂离子电池的正极材料，放电时生成LiFePO₄。

(1) 下列电子排布图表示的Li原子的状态中，能量最高的为(填序号)。

a．　　　b．　　　c．

(2) 从价电子排布的角度解释Fe位于元素周期表d区的原因：。

(3) LiFePO₄的制备：FeSO₄ $\text{[math]}$ FeC₂O₄·2H₂O $\text{[math]}$ LiFePO₄。FeC₂O₄·2H₂O的结构如图所示。

①下列说法正确的是。

a.FeC₂O₄·2H₂O中水分子间存在氢键

b.FeC₂O₄·2H₂O中Fe²⁺的配位数是6

c.与乙烷中碳碳键相比， $\text{[math]}$ 中的碳碳键更易断裂，是因为 $\text{[math]}$ 中的碳碳键极性强

②H₂C₂O₄的K_a1大于CH₃COOH的K_a ，从结构角度解释原因：。

(4) 锂离子电池充、放电过程中，正极材料晶胞的组成变化如图所示。

①已知LiFePO₄晶胞边长分别是anm、anm、bnm，LiFePO₄的密度是g/cm³。

②由于 $\text{[math]}$ 的空间构型为，且磷氧键键能较大，锂离子嵌入和脱出时，磷酸铁锂的空间骨架不易发生形变，具有良好的循环稳定性。

③正极材料在LiFePO₄和FePO₄之间转化时，经过中间产物Li_1−xFePO₄。LiFePO₄转化为Li_1−xFePO₄的过程中，每摩晶胞转移电子的物质的量为摩。

【考点】

晶胞的计算;

【答案】

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综合题困难

1. 二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。其中二氧化碳催化加氢可制甲醇。以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为原料合成 $\text{[math]}$ 涉及的反应如下：

反应i： $\text{[math]}$

反应ii： $\text{[math]}$

反应iii： $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 反应iii的 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)，该反应在(填标号)正向自发进行。

A．低温下能 B．高温下能 C．任何温度下都能 D．任何温度下都不能

(2) 为了提高反应ii(仅发生反应ii)中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率，理论上可采取的措施是___________(填标号)。 A. 恒容时增大 $\text{[math]}$ 的浓度 B. 减小反应容器的容积 C. 提高反应体系的温度 D. 选择合适的催化剂

(3) 在恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。发生反应i和ii，测得平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的选择性随温度的变化如图所示[选择性 $\text{[math]}$ ]。

①表示 $\text{[math]}$ 的选择性的曲线是(填标号)。

② $\text{[math]}$ 时，反应i的平衡常数为(保留2位有效数字)。

③ $\text{[math]}$ 过程中， $\text{[math]}$ 平衡转化率变化的原因是。

(4) $\text{[math]}$ 固溶体是我国科学家发明的高选择性的 $\text{[math]}$ 加氢合成 $\text{[math]}$ 的催化剂，其中 $\text{[math]}$ 的立方晶胞结构如图所示，晶胞的棱长为 $\text{[math]}$ ，设 $\text{[math]}$ 为阿伏加德罗常数的值。 $\text{[math]}$ 在晶胞中的配位数为，该晶体的密度为 $\text{[math]}$ (写出计算式即可)。

综合题普通

2. 磷化铝(AlP)通常可作为一种广谱性熏蒸杀虫剂，粮食仓储常用磷化铝熏蒸杀虫，某化学兴趣小组的同学用下述方法测定粮食中残留磷化铝的含量。C中加入100 g原粮，E中加入20.00 mL1.50×10^-3 mol/L的KMnO₄溶液(H₂SO₄酸化)。往C中加入足量水，充分反应后，用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO₄溶液。

已知：①AlP吸水后会立即产生高毒性pH₃气体(沸点-89.7℃，还原性强)；

②焦性没食子酸的碱性溶液具有还原性。

回答下列问题：

(1) 装置A中盛装KMnO₄溶液的作用是除去空气中的还原性气体。装置B中盛有焦性没食子酸的碱性溶液，其作用是。

(2) 装置C中反应的化学方程式为。

(3) C中反应完全后继续通入空气的作用是。

(4) 装置E中PH₃被氧化成磷酸，则E中发生反应的离子方程式为。

(5) 收集装置E中吸收液，加水稀释至250 mL，取25.00 mL于锥形瓶中，用4.0×10^-4 mol/L的Na₂SO₃标准溶液滴定剩余的KMnO₄溶液，滴定终点时消耗Na₂SO₃溶液的体积为15.00 mL。

①该原粮中磷化铝的含量为mg/kg。

②若滴定过程中不慎将锥形瓶中部分液体外溅，则会导致测定出粮食中磷化铝的残留量(填“偏高”或“偏低”)。

(6) 已知AlP的熔点为2000℃，其晶胞结构如图所示。

①A、B点的原子坐标如图所示，则C点的原子坐标为。

②AlP晶体中配位键与普通共价键数目之比为。

综合题普通

3. 氮是构建化合物的重要元素。请回答：

(1) 某种含B和N两种元素的功能陶瓷，其晶胞结构示意图如图所示。B的配位数为，写出功能陶瓷的化学式：。

(2) 下列说法正确的是___________。 A. 基态氮原子价电子排布图不是

，是因为该排布方式违背了洪特规则 B. $\text{[math]}$ 的空间结构为直线形 C. 第二周期元素的第一电离能比N大的只有1种 D. 已知液氨自耦电离产生 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，可推测 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$

(3) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 可生成 $\text{[math]}$ 配离子，已知 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 结构相似，而 $\text{[math]}$ 不易与 $\text{[math]}$ 形成配离子的原因是。

(4) $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 可以看成是 $\text{[math]}$ 中一个H分别被 $\text{[math]}$ 、―OH取代后的产物，都具有碱性和还原性。

① $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 碱性由强到弱的顺序为。

②液态 $\text{[math]}$ 能将AgBr还原，试写出反应方程式：。

综合题困难

实验	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
1	m	n	p	q
2	2m	n	p	2q
3	m	n	0.1p	10q
4	m	2n	p	2.828q