五年化学真题：物质结构与性质(选修3)【2016-2020年普高校招全国统考】(解析版)全国通用
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五年高考·真题汇编
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真题试炼』
『分项汇编·逐一击破』
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五年高考·真题汇编
专题
14
物质结构与性质（选修
3
）
【
2020
年】
1.
（
2020·
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
2019
年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
（
1
）基态
Fe
2+
与
Fe
3+
离子中未成对
的电子数之比为
_________
。
（
2
）
Li<
/p>
及其周期表中相邻元素的第一电离能
(I
1
)
如表所示。
I
1
(Li)> I
1
(Na),
原因是
_________
。
I
1
(Be)>
I
1
(B)>
I
1
(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
）
LiFePO
4
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<
/p>
LiFePO
4
的单元数有
____
个。
电池充电时
, LiFeO
4
脱出部分
Li
+
, <
/p>
形成
Li
1−x
FePO
4
,
结构示意图如
(b)
所示
,
则
x=_______,
n(Fe
2+
)
∶
< br>n(Fe
3+
)=_______
。
【答案】
（
1
）
.
4:5
（
2
）
. N
a
与
Li
同主族
, Na
的电子层数更多
,
原子半径更大
,
故第一电离能更小
Li, Be
和
B
为同周期元素
,
同周期元素从左至右
,
第一电离能呈
现增大的趋势
；
但由于基态
Be
原子的
s
能级
轨道处
于全充满状态
,
能量更低更稳定
,
故其第一电离能大于
B
的
（
3
）
.
正四面体形
4
sp
3
（
4
）
. 4
【解析】
（
1
）基态铁原子的价电子排布式为
3
d
6
4s
2
,
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
3d<
/p>
6
和
3d
5
,
根据
Hund
规则可知
,
基态
Fe
2+
有
4
个未成对电子
,
基态
Fe
3+<
/p>
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
I
1
Li
＞
I
1
Na
；同周期元素
,
从
精品资源·备战高考
3
或
0.1875
13:3
16