Question

甲烷、甲醇、肼（N₂H₄）、氨和氫氣等都可作為燃料電池的燃料．
（1）與甲醇互為等電子體的有機(jī)物分子式為：

CH₃SH

，甲醇的熔、沸點(diǎn)比甲烷的熔、沸點(diǎn)高，其主要原因是：

甲醇分子之間有氫鍵

．
（2）N₂H₄中N-N鍵鍵能_

＞

_（選填“＞”或“＜”或“=”）CH₃CH₃中C-C鍵鍵能，工業(yè)上將NH₃、（CH₃）₂CO與氯氣反應(yīng)后水解制取N₂H₄，（CH₃）₂CO中碳原子軌道的雜化類型為：

sp³雜化

、

sp²雜化

，1mol （CH₃）₂CO中的π鍵數(shù)目為：

6.02×10²³

．
（3）用鈦錳儲(chǔ)氫合金儲(chǔ)氫，與高壓氫氣鋼瓶相比，具有重量輕、體積小的優(yōu)點(diǎn)．錳原子外圍電子排布式為：

3d⁵4s²

．金屬鈦的晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)（如圖），則鈦晶體的1個(gè) 晶胞中鈦原子數(shù)為：

4

，鈦原子的配位數(shù)為：

12

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)原子數(shù)相同，各原子最外層電子數(shù)之和相同，也可互稱為等電子體以及同主族元素的最外層電子數(shù)相同；根據(jù)形成氫鍵的條件來分析甲醇沸點(diǎn)高的原因；
（2）根據(jù)原子半徑越小，形成的共價(jià)鍵越穩(wěn)固，化學(xué)鍵鍵能越大；
（CH₃）₂CO中甲基上的碳原子周圍與4個(gè)原子相連，呈四面體結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp³；（CH₃）₂CO中羰基上的碳原子周圍與3個(gè)原子相連，呈平面三角形結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp²；
1個(gè)（CH₃）₂CO中含有8個(gè)單鍵，1個(gè)雙鍵，1個(gè)單鍵是1個(gè)σ鍵，1個(gè)雙鍵中含有1個(gè)π鍵和1個(gè)σ鍵；
（3）根據(jù)電子排布式的書寫方法寫出錳原子電子排布式，然后再寫出外圍電子排布式；利用晶胞的均攤法計(jì)算：在晶胞里面的原子記為一個(gè)、在面上的原子記為1/2個(gè)、在楞上的原子記為1/4個(gè)、在頂角上的原子記為1/8個(gè)．

解答：解：（1）氧和硫?yàn)橥�主族元素，最外層電子�?shù)相同，與甲醇互為等電子體的有機(jī)物分子式為：CH₃SH，
甲醇中含有-OH，氧元素的電負(fù)性較大，原子半徑小，可以形成氫鍵，所以甲醇的熔、沸點(diǎn)比甲烷的熔、沸點(diǎn)高，
故答案為：CH₃SH；甲醇分子之間有氫鍵；
（2）氮原子的半徑比碳原子的半徑小，形成的共價(jià)鍵N-N比C-C穩(wěn)固，所以N₂H₄中N-N鍵鍵能大于CH₃CH₃中C-C鍵鍵能；
（CH₃）₂CO中甲基上的碳原子周圍與4個(gè)原子相連，呈四面體結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp³；（CH₃）₂CO中羰基上的碳原子周圍與3個(gè)原子相連，呈平面三角形結(jié)構(gòu)，所以雜化方式是sp²；
1個(gè)（CH₃）₂CO中含有1個(gè)π鍵，所以1mol （CH₃）₂CO中的π鍵數(shù)目為：6.02×10²³，
故答案為：＞；sp³雜化；sp²雜化；6.02×10²³；
（3）Mn原子核外共25個(gè)電子，按照能量最低原則電子先填入能量最低的1s軌道，填滿后再依次填入能量較高的軌道，其電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁵4S²，外圍電子排布式為：3d⁵4s²；金屬鈦晶胞中，鈦原子位于晶胞的頂點(diǎn)和面心位置，則晶胞中含有鈦原子的數(shù)目為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，由于鈦原子位于晶胞的頂點(diǎn)，為8個(gè)晶胞共有，晶胞中兩個(gè)距離最近的鈦原子為頂點(diǎn)和面心位置，故每個(gè)鈦原子周圍距離相等且最近的有8×

3

2

個(gè)，故答案為：3d⁵4s²；4；12．

點(diǎn)評：本題考查雜化類型和晶體結(jié)構(gòu)的分析，做題時(shí)注意晶胞的分析多利用均攤法，題目較為綜合，難度一般．