一种新型钙钛矿太阳能电池具有较高的能量转化率，其组成有多种，主要由、、、，、、等离子中的某...

一种新型钙钛矿太阳能电池具有较高的能量转化率，其组成有多种，主要由、、、，、、等离子中的某几种组成。

中运动在能量最高的能级上的电子自旋方向有_____种；氮与左右相邻的两种元素第一电离能由大到小的顺序为_______。

基态铁原子的核外电子排布式为________，铅元素的电子由________填“激发态”或“基态”跃迁到另一状态时会产生绿色的焰色反应。

中碳原子的杂化轨道类型为_______，以N原子为中心的几个微粒的空间构型为_________，该离子中键之间的键角________中间键角填“”或“”。

常温下，、、分别为气体、液体、固体。则的晶体类型为_________，从结构角度解释上述三种物质状态的变化：___________________________。

某钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图所示，其晶胞参数为、密度为。

则该晶体中_________，该晶体的摩尔质量_____用含d、等符号的式子表示，用表示阿伏加德罗常数的值。

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钙钛矿太阳能电池具有转化效率高、低成本等优点，是未来太阳能电池的研究方向。回答下列问题：

(1)下列状态的钙中，电离最外层一个电子所需能量最大的是__________(填字母标号)。

A.[Ar]4s1　　　 B.[Ar]4s2　　　 C.[Ar]4s14p1　　　 D.[Ar]4p1

(2)基态钛原子的核外价电子轨道表达式为____________。

(3)一种有机金属卤化钙钛矿中含有NH2－CH＝NH2＋，该离子中氮原子的杂化类型为___________，其对应分子NH2－CH＝NH的熔沸点高于CH3CH2CH＝CH2的熔沸点的原因为__________。

(4)一种无机钙钛矿CaxTiyOz的晶体结构如图所示，则这种钙钛矿化学式为___________，已知Ca和O离子之间的最短距离为a pm，设阿伏加德罗常数的值为NA，则这种钙钛矿的密度是___________g·cm－3(列出计算表达式)。

(5)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图中原子1的坐标为(，，)，则原子2和3的坐标分别为__________、__________。

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钙钛矿可以制成太阳能电池、发光二极管和催化剂，甚至可以制成未来量子计算机的元件。钙钛矿并不是专指某种含钙和钛的化合物，而是一类具有ABX3组成的晶体材料的总称，其中A和B是阳离子，X是阴离子。

(1)历史上所发现的第一种钙钛矿，是天然矿物钛酸钙(CaTiO3)，其中Ti4 +的核外电子排布式为____；钛酸钙中两种阳离子中半径较大的是__。

(2)一种有机卤化铅钙钛矿是由[CH (NH2)2]+、Pb2+和Cl-构成的，这种钙钛矿的化学式为___，在［CH(NH2)2］+中碳原子的杂化方式为____。

(3)2018年我国科学家制得世界首例无金属钙钛矿材料。下列有机阳离子均可用于制备无金属钙钛矿：

其中含有手性碳原子的是____(填序号)。

(4)如图是CaTiO3的两种晶胞结构示意图，两种晶胞的参数均为a＝b＝c＝379. 5 pm，α=β=γ=90°；

在晶胞I中氧离子占据的是___(填“体心”“面心”或“顶点”)，在晶胞II中氧离子之间最近的距离是___pm(列出计算表达式)。

(5)无金属钙钛矿MDABCO—NH4 I3的晶胞类型与CaTiO3相同。若在MDABCO－NH4I3的晶胞中NH4＋的分数坐标为(，，)，其中一种I-的分数坐标为(0，0，)，则MDABCO的分数坐标为___。与MDABCO 距离最近的I-的个数为____个。

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________

A．a电极是负极，OH^－移向正极

B．b电极的电极反应为：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．电池总反应式为：2H₂+O₂2H₂O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________（溶液体积变化忽略不计）

II．氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：

N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH＝－92.20 kJ·mol^－1。

（1）下列事实中，不能说明上述可逆反应已达到平衡的是________

①单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂

②单位时间内生成n mol N—H的同时生成n mol N≡N

③用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1︰3︰2

④N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变

⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变

⑥混合气体的总物质的量不再改变

（2）已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行，测得如下数据：

根据表中数据计算：

反应进行到2小时时放出的热量为________

0～1小时内N₂的平均反应速率________mol·L^－1·h^－1；

③此条件下该反应的化学平衡常数K=________（保留两位小数）

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化学平衡将向________  方向移动（填“正反应”或“逆反应”、“不移动”）。

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

I．氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行右图实验（图中所用电极均为惰性电极）：

（1）对于氢氧燃料电池中，下列表达不正确的是________

A．a电极是负极，OH^－移向负极

B．b电极的电极反应为：O₂＋2H₂O＋4e^－＝4OH^－

C．电池总反应式为：2H₂+O₂2H₂O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图装置中盛有100mL、0.1mol·L^—1AgNO₃溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL（标准状况下）时，则此时上图装置中溶液的pH＝________  （溶液体积变化忽略不计）

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最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时电池中导电离子的种类不变。已知能量密度=电池容量(J)÷负极质量(g)。下列分析正确的是

A. 放电时，Cn (石墨烯)为负极

B. 放电时，Al2Cl7-在负极转化为AlCl4-

C. 充电时，阳极反应为4 Al2Cl7-+3e -=A1+7AlCl4-

D. 以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度

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最近浙江大学成功研制出具有较高能量密度的新型铝一石墨烯(Cn)电池(如图)。该电池分别以铝、石墨烯为电极，放电时电池中导电离子的种类不变。已知能量密度=电池容量(J)÷负极质量(g)。下列分析正确的是

A. 放电时，Cn (石墨烯)为负极

B. 放电时，Al2Cl7-在负极转化为AlCl4-

C. 充电时，阳极反应为4 Al2Cl7-+3e -=A1+7AlCl4-

D. 以轻金属为负极有利于提高电池的能量密度

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(10分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：

（1）对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是________。

A．a电极是负极，OH－移向负极

B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．电池总反应式为：2H2＋O22H2O

D．电解质溶液的pH保持不变

E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

（2）上图右边装置中盛有AgNO3溶液，当氢氧燃料电池工作一段时间后，AgNO3溶液的pH_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）已知甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_______________，正极的反应式为______________。

理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为__________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：

(1)对于氢氧燃料电池，下列表达不正确的是　　　　　　 。

A.a电极是负极，OH-移向负极

B.b电极的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-

C.电池总反应式为：2H2+O22H2O

D.电解质溶液的pH保持不变

E.氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

(2)上图装置中盛有100 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，此时图中装置中溶液的pH=　　　　　　　　 (溶液体积变化忽略不计)。

Ⅱ.已知甲醇的燃烧热ΔH为-726.5 kJ·mol-1，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 ，正极的反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ,则该燃料电池的理论效率为　　　　　　　　　　　 (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。

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金属锂燃料电池是一种新型电池，比锂离子电池具有更高的能量密度。它无电时也无需充电，只需更换其中的某些材料即可，其工作示意图如下，下列说法正确的是

A．放电时,空气极为负极

B．放电时，电池反应为：4Li+O2=2Li2O

C．有机电解液可以是乙醇等无水有机物

D．在更换锂电极的同时，要更换水性电解液

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