Question

1．氫的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，目前所采用或正在研究的主要儲(chǔ)氫材料有：配位氫化物、富氫載體化合物、碳質(zhì)材料、金屬氫化物等．
（1）Ti（BH₄）₂是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料．
①Ti的基態(tài)原子有7種能量不同的電子；
②BH₄^-的空間構(gòu)型是正四面體 （用文字描述）．
（2）液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，利用N₂+3H₂?2NH₃實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫．下列說(shuō)法正確的是ACD．
A．NH₃分子中N原子采用sp³雜化     B．NH₃和NH₄⁺是等電子體
C．CN^-的電子式為：      D．相同壓強(qiáng)時(shí)，NH₃沸點(diǎn)比PH₃高
（3）2008年，Yoon等人發(fā)現(xiàn)Ca與C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子．
①C₆₀晶體易溶于苯、CS₂，說(shuō)明C₆₀是非極性 分子（選填：“極性”、“非極性”）；
②C₆₀分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，則C₆₀分子中含有σ鍵數(shù)目為90．
（4）MgH₂是金屬氫化物儲(chǔ)氫材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示．
①M(fèi)gH₂遇水就能釋放H₂，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑；
②已知該晶體的密度a g/cm^-3，則該晶胞的體積為$\frac{52}{a{N}_{A}}$ cm³（用a、N_A表示）．

Answer 1

分析 （1）①Ti原子核外有22個(gè)電子，有1s、2s、2p、3s、3p、3d 7種能級(jí)，每一種能級(jí)存在一種能量的電子；
②BH₄^-中B原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+$\frac{3+1-4×1}{2}$=4，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該離子空間構(gòu)型；
（2）A．NH₃分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類型；
B．原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相同的微粒是等電子體；
C．CN^-中每個(gè)原子含有一個(gè)孤電子對(duì)，且C、N原子間共用3個(gè)電子對(duì)；
D．氫化物的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比，含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)較高；
（3）①非極性分子的溶質(zhì)易溶于非極性分子的溶劑；
②根據(jù)圖知，每個(gè)C原子σ鍵個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×3=1.5；
（4）①M(fèi)gH₂遇水就能釋放H₂，同時(shí)生成氫氧化鎂；
②該晶胞中Mg原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，H原子個(gè)數(shù)為2+4×$\frac{1}{2}$=4，晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{ρ}$．

解答 解：（1）①Ti原子核外有22個(gè)電子，有1s、2s、2p、3s、3p、3d 7種能級(jí)，每一種能級(jí)存在一種能量的電子，所以Ti的基態(tài)原子7種能量不同的電子，
故答案為：7；
②BH₄^-中B原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+$\frac{3+1-4×1}{2}$=4，且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該離子空間構(gòu)型為正四面體，故答案為：正四面體；
（2）A．NH₃分子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且含有一個(gè)孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類型為sp³雜化，故A正確；
B．原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相同的微粒是等電子體，二者原子個(gè)數(shù)不相等，所以不是等電子體，故B錯(cuò)誤；
C．CN^-中每個(gè)原子含有一個(gè)孤電子對(duì)，且C、N原子間共用3個(gè)電子對(duì)，所以其電子式為，故C正確；
D．氫化物的熔沸點(diǎn)與相對(duì)分子質(zhì)量成正比，含有氫鍵的氫化物熔沸點(diǎn)較高，氨氣中含有氫鍵、磷化氫中不含氫鍵，所以氨氣熔沸點(diǎn)高于磷化氫，故D正確；
故選ACD；
（3）①非極性分子的溶質(zhì)易溶于非極性分子的溶劑，苯和二硫化碳都是非極性分子，C₆₀晶體易溶于苯、CS₂，說(shuō)明C₆₀是非極性 分子，故答案為：非極性；
②根據(jù)圖知，每個(gè)C原子σ鍵個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×3=1.5，則C₆₀分子中含有σ鍵數(shù)目=1.5×60=90，
故答案為：90；
（4）①M(fèi)gH₂遇水就能釋放H₂，同時(shí)生成氫氧化鎂，反應(yīng)方程式為MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑，
故答案為：MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑；
 ②該晶胞中Mg原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，H原子個(gè)數(shù)為2+4×$\frac{1}{2}$=4，晶胞體積=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{ρ}$=$\frac{\frac{26}{{N}_{A}}×2}{a}$cm³=$\frac{52}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案為：$\frac{52}{a{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、微�？臻g構(gòu)型判斷、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，明確物質(zhì)結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及空間想象能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算．