新型钙钛矿型太阳能电池以其稳定、高效、便宜和便于制造等优点被科学家所青睐。这种钙钛矿型太阳能电池材料为层状结构。具体如图1所示。
(1)基态Ti原子的电子排布式为____;同周期的基态原子与其未成对电子数相同的元素还有________种。
(2)光敏钙钛矿的晶胞结构如图2所示。
①写出与CH3NH3+互为等电子体的一种分子的化学式:__,C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____(用元素符号表示),CH3NH3+中含有的化学键类型有____。
②光敏钙钛矿的化学式为________;每个CH3NH3+周围最近且等距离的Br-数目为__。
③若该光敏钙钛矿的摩尔质量为M g·mol-1,晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为____ g.cm-3(用含M、a、NA的代数式表示)。
(3)石墨炔的结构如图3所示,其中碳原子的轨道杂化类型是 _____ ,36 g石墨炔中含有σ键的数目为____。
高三化学综合题中等难度题
新型钙钛矿型太阳能电池以其稳定、高效、便宜和便于制造等优点被科学家所青睐。这种钙钛矿型太阳能电池材料为层状结构。具体如图1所示。
(1)基态Ti原子的电子排布式为____;同周期的基态原子与其未成对电子数相同的元素还有________种。
(2)光敏钙钛矿的晶胞结构如图2所示。
①写出与CH3NH3+互为等电子体的一种分子的化学式:__,C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____(用元素符号表示),CH3NH3+中含有的化学键类型有____。
②光敏钙钛矿的化学式为________;每个CH3NH3+周围最近且等距离的Br-数目为__。
③若该光敏钙钛矿的摩尔质量为M g·mol-1,晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为____ g.cm-3(用含M、a、NA的代数式表示)。
(3)石墨炔的结构如图3所示,其中碳原子的轨道杂化类型是 _____ ,36 g石墨炔中含有σ键的数目为____。
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新型钙钛矿太阳能电池是近几年来的研究热点,具备更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点,其中一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图。回答下列问题:
(1)铅或铅盐的焰色反应为绿色,下列有关原理分析的叙述正确的是_________(填字母)。
a.电子从基态跃迁到较高的激发态 b.电子从较高的激发态跃迁到基态
c.焰色反应的光谱属于吸收光谱 d.焰色反应的光谱属于发射光谱
(2)碳原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_________。基态Pb原子核外电子排布,最后占据能级的电子云轮廓图形状为___________。
(3)CH3NH3+中含有化学键的类型有________(填字母序号),N原子的杂化形式为______,与CH3NH3+互为等电子体的分子为_________
a.极性键 b. 非极性键 c.配位键 d. 离子键 e.σ键 f.π键
(4)NH4+中H—N—H的键角比NH3中H -N-H的键角大的原因是__________;NH3和水分子与铜离子形成的化合物中阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如右图),该化合物加热时首先失去水,请从原子结构角度加以分析:__________。
(5)与I- 紧邻的I- 个数为__________。X射线衍射实验测得晶胞参数:密度为a g·cm-3,则晶胞的边长为____________pm(该物质的相对原子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
新型钙钛矿太阳能电池具备更加清洁、便于应用、制造成本低和效率高等显著优点。 一种钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图所示。
请按要求回答下列有关问题:
(1)构成 CH3NH3 的三种元素中电负性最小的是_____________; 写出碳原子的电子排布式为__________。
(2)Pb 与 C 同主族,比 C 的周期序数大 4,写出 Pb 原子最外层电子的轨道表示式(即电子排布图)__________________。
(3)有关 NH3 的结构与性质探究
① NH3 分子中所含化学键是____________(从“极性键”、“非极性键”、“配位键”、 “离子键”、“σ键”或“ π键”中选填符合的名称);N 原子的杂化形式为__________。
② NH3 分子的 VSEPR 模型名称为_________,分子的空间结构(即立体构型) 为______。
③如图所示,探究 NH3 的性质时,打开止水夹,挤压胶头滴管,可以观察到烧瓶中迅速产生红色喷泉。请用必要的分子结构 与性质的知识和化学用语解释产生该现象的原因:_________、________。
(4)该钙钛矿太阳能电池材料的化学式为________________;该晶胞中,与 I- 紧邻的 I- 个数为_____________; 测定其晶体结构特征最可靠的方法是____________实验。
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2016年中国科学家成功合成NiO/TiO2电解水催化剂和新型高效的钙钛矿太阳能电池,为解决能源危机保护环境作出了重大贡献。请回答下列问题:
(1)TiO2与焦炭、Cl2在高温下反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2 TiCl4+2CO。
①基态钛原子的价电子排布式为_________________。
②该反应中涉及到的非金属元素的电负性大小顺序为_______________________。
(2)已知NiO/TiO2催化化合物甲生成化合物乙的过程如图所示:
化合物甲的沸点小于化合物乙的沸点,主要原因是___________________。在化合物乙中,氧原子的杂化方式是______________。
(3)CH3NH3+、Ti4+、Pb2+、Cl-等离子是组成新型钙钛矿太阳能电池的主要离子。CH3NH3+离子中H—N—H键的键角比NH3分子中H—N—H键的键角 ______ (填“大”或“小”),原因是_____________ 。
(4)Sb(锑)和Ga(镓)的卤化物有很多用途。一定条件下将SbCl3与GaCl3以物质的量之比为l:l反应得到一种固态离子化合物,有人提出了以下两种结构。你认为下列关于结构和说法中合理的是 ____ 。
a. [SbCl2+][GaCl4-] b. [GaCl2+][SbCl4-] c. 没有相关资料,无法判断
(5)金属钛晶胞(如图1所示)中有若干个正四面体空隙,图1中a、b、c、d四个钛原子形成的正四面体其内部空隙中可以填充其他原子。
①请回答,金属钛晶胞的结构属于____________。
a. 简单立方 b. 体心立方 c. 面心立方 d. 金刚石型
②若晶胞中所有的正四面体空隙中都填充氢原子,那么形成的氢化钛的化学式为______________。
(6)某钙钛矿太阳能电池材料的晶胞如图2所示,其晶胞参数为d pm、密度为ρ g·cm-3。则该晶体的摩尔质量________ g·mol-1。(用含d、ρ等符号的式子表示,用NA表示阿伏加德罗常数的值)
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如图所示为科学家正在研发的新型电池,该电池容量大,电流稳定等多方面优点。该电池的电池总反应式为:Na(1-x)MO2+NaxCnNaMO2+nC,下列说法正确的是( )
A.电池充电时,NaMO2电极为阳极
B.放电时,负极反应式:NaMO2-xe-=Na(1-x)MO2+xNa+
C.电解质可以选用无水乙醇
D.充电时,阳极反应式为:nC+xNa++xe-=NaxCn
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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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氢能是一种既高效又干净的新能源,发展前景良好,用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”,已达到世界先进水平,并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括( )
①原料来源广;②易燃烧、热值高;③储存方便;④制备工艺廉价易行
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
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太阳能光电池具有可靠稳定、寿命长、安装维护简便等优点,现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 该装置系统中只存在光能与电能之间的转化
B. Cu电极:CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C. 工作时,产生的O2、CH4体积比为1∶1(同温同压)
D. 离子交换膜为质子交换膜,H+从左池移向右池
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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(主要成分是CaTiO3)太阳能薄膜电池制备工艺简单、成本低、效率高,引起了科研工作者的广泛关注,科学家认为钙钛矿太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。
(1)基态Ti原子的价电子排布式为__,能量最高的能级有__个空轨道;Si、P、S第一电离能由小到大顺序是__。
(2)碳和硅的有关化学键键能如表所示:
化学键 | C−C | C−H | C−O | Si−Si | Si−H | Si−O |
键能/kJ▪mol-1 | 356 | 413 | 336 | 226 | 318 | 452 |
硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是___。
(3)一种新型熔融盐燃料电池以Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,则CO32-的空间构型为___。
(4)Cu2+能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子如图:
该配离子中含有的化学键类型有__(填字母)。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键
一个乙二胺分子中共有__个σ键,C原子的杂化方式为__。
(5)CaTiO3的晶胞为立方晶胞,结构如图所示(图中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶角)Ca2+的配位数为__,与Ti4+距离最近且相等的O2-有__个;晶体的密度为ρg/cm3,最近的Ti4+和O2-之间的距离为__nm(填计算式)。(CaTiO3的摩尔质量为136g/mol,NA为阿伏加德罗常数)。
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