20.開(kāi)發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能利用的重要研究方向.
(1)Ti(BH43是一種儲(chǔ)氫材料,可由TiCl4和LiBH4反應(yīng)制得.
①Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為3d24s2
②LiBH4由Li+和BH4-構(gòu)成,BH4-的空間構(gòu)型是正四面體,BH4-中B原子的雜化類型為sp3,LiBH4中不存在的作用力有c (填代號(hào)).
a.離子鍵    b.共價(jià)鍵    c.金屬鍵    d.配位鍵
③Li、B、H元素的電負(fù)性由大到小排列順序?yàn)镠>B>Li.
(2)MgH2也是一種儲(chǔ)氫材料,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示.已知該晶胞的體積為V cm3,則該晶體的密度為$\frac{52}{V×{N}_{A}}$g•cm-3[用V、NA表示(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)].MgH2要密封保存,遇水會(huì)緩慢反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑.
(3)一種具有儲(chǔ)氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu),晶胞中Cu原子處于面心,Au原子處于頂點(diǎn)位置,氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中.若將Cu原子與Au原子等同看待,該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似,該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為Cu3 AuH8

分析 (1)①Ti為22號(hào)元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2;
②計(jì)算B原子孤電子對(duì)數(shù)、價(jià)層電子對(duì)確定空間構(gòu)型與B原子雜化方式;LiBH4中,Li+和BH4-形成離子鍵,BH4-中B原子與H原子之間形成4個(gè)共價(jià)鍵,由于B原子最外層有3個(gè)電子,故還有1個(gè)配位鍵;
③BH4-中H表現(xiàn)-1價(jià),H元素對(duì)鍵合電子吸引力更大,同周期自左而右電負(fù)性增大;
(2)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中H、Mg原子數(shù)目,表示出晶胞質(zhì)量,再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算晶體密度;
MgH2遇水會(huì)緩慢反應(yīng),實(shí)質(zhì)屬于水解反應(yīng),生成氫氧化鎂與氫氣;
(3)根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Cu、Au原子數(shù)目,氫原子可進(jìn)入到Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中,H原子應(yīng)位于晶胞內(nèi)部,若將Cu原子與Au原子等同看待,該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似,CaF2晶胞中含有4個(gè)Ca2+和8個(gè)F-),氫原子相當(dāng)于晶胞中的F離子,則晶胞中Cu、Au原子總數(shù)與H原子數(shù)目之比為1:2,可以計(jì)算晶胞中H原子數(shù)目,進(jìn)而確定化學(xué)式.

解答 解:(1)①Ti為22號(hào)元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,外圍電子排布式為:3d24s2
故答案為:3d24s2;
②BH4-中B原子價(jià)層電子數(shù)=4+$\frac{3+1-1×4}{2}$=4,且不含孤電子對(duì),為正四面體結(jié)構(gòu),B原子采取sp3雜化,
LiBH4中,Li+和BH4-形成離子鍵,BH4-中B原子與H原子之間形成4個(gè)共價(jià)鍵,由于B原子最外層有3個(gè)電子,故還有1個(gè)配位鍵,不含金屬鍵,
故答案為:正四面體;sp3;c;
③BH4-中H表現(xiàn)-1價(jià),H元素對(duì)鍵合電子吸引力更大,同周期自左而右電負(fù)性增大,故電負(fù)性:H>B>Li,
故答案為:H>B>Li;
(2)該晶胞中鎂原子個(gè)數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2,氫原子個(gè)數(shù)=4×$\frac{1}{2}$+2=4,晶胞質(zhì)量為$\frac{24×2+4}{{N}_{A}}$g,晶胞的體積為V cm3,則該晶體的密度為$\frac{24×2+4}{{N}_{A}}$g÷V cm3=$\frac{52}{V×{N}_{A}}$g•cm-3
MgH2遇水會(huì)緩慢反應(yīng),實(shí)質(zhì)屬于水解反應(yīng),生成氫氧化鎂與氫氣,反應(yīng)方程式為:MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑,
故答案為:$\frac{52}{V×{N}_{A}}$;MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑;
(3)該晶胞中Au原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1、Cu原子個(gè)數(shù)=6×$\frac{1}{2}$=3,氫原子可進(jìn)入到Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中,H原子應(yīng)位于晶胞內(nèi)部,若將Cu原子與Au原子等同看待,該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2的結(jié)構(gòu)相似,CaF2晶胞中含有4個(gè)Ca2+和8個(gè)F-,氫原子相當(dāng)于晶胞中的F離子,則晶胞中Cu、Au原子總數(shù)與H原子數(shù)目之比為1:2,所以該晶胞中應(yīng)含有8個(gè)H,該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式為Cu3 AuH8,
故答案為:Cu3 AuH8

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查,涉及核外電子排布、雜化方式與空間結(jié)構(gòu)判斷、電負(fù)性、晶胞計(jì)算等,(1)注意根據(jù)BH4-電荷判斷元素表現(xiàn)的化合價(jià),進(jìn)而判斷H、B的電負(fù)性,注意識(shí)記中學(xué)常見(jiàn)晶胞結(jié)構(gòu).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的22.4LSO2通入3mol的NaOH溶液中,下列用來(lái)解釋事實(shí)的方程式中不合理的是(已知高溫下飽和Na2SO3溶液的pH約為8.3)( 。
A.向上述NaOH溶液中通入SO2:2OH-+SO2═SO32-+H2O
B.上述反應(yīng)后所得溶液的PH約為12:SO32-+H2O?HSO3-+OH-
C.向上述反應(yīng)后所得溶液中通入氯氣,PH下降:SO32-+Cl2+2OH-═SO42-+2Cl-+H2O
D.向上述反應(yīng)后所得溶液中滴加少量H2O2和BaCl2溶液的混合液,產(chǎn)生白色沉淀:SO32-+Ba2++H2O2═BaSO4↓+H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

1.KAl(SO42•12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛.實(shí)驗(yàn)室中,采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過(guò)程如下圖所示.回答下列問(wèn)題:

(1)為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用d(填標(biāo)號(hào)).
a.HCl溶液    b.H2SO4溶液  c.氨水    d.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑.
(3)沉淀B的化學(xué)式為Al(OH)3;將少量明礬溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是Al3+水解,使溶液中H+濃度增大.
(4)已知:Kw=1.0×10-14,Al(OH)3?AlO2-+H++H2O    K=2.0×10-13.Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于20.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示.已知Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍,下列說(shuō)法正確的是( 。
 YZ 
X  W
A.原子半徑:X<Y<Z
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:X>Z
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:Y>W(wǎng)
D.Z、W均可與Mg形成離子化合物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)氧化性漂白劑,在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在.NaClO2 飽和溶液在低于38℃時(shí)析出的晶體是NaClO2•3H2O,高于38℃時(shí)析出晶體是NaCl02,高于60℃時(shí)NaCl02分解成NaClO3和NaCl.工業(yè)生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在無(wú)隔膜電解槽中電解飽和NaCI溶液生產(chǎn)氯酸鈉時(shí),陰極產(chǎn)物是H2和NaOH.
(2)裝置I中反應(yīng)時(shí)須使NaClO3稍微過(guò)量,目的是防止生成的ClO2氣體中混有SO2雜質(zhì),引起產(chǎn)品不純.
(3)裝置Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+O2↑+2H2O.該反應(yīng)須保證溶液的堿性在一定pH范圍內(nèi),下列可精確檢測(cè)反應(yīng)過(guò)程中溶液酸堿性,且對(duì)NaCl02的純度和產(chǎn)率不會(huì)造成影響的是c.
a.酚酞試液       b.pH試紙      c.pH計(jì)
(4)裝置Ⅰ中生成物A的化學(xué)式是Na2SO4,為降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的再利用,用裝置Ⅲ電解A的飽和溶液,部分產(chǎn)物可作為裝置Ⅰ和裝置Ⅱ的反應(yīng)物,其中可為裝置Ⅱ提供的物質(zhì)為C(選填“B”、“C”).
(5)從裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液獲得NaCl02晶體的操作步驟為:①減壓,55℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過(guò)濾;③用38-
60℃的溫水洗滌;④低于60℃干燥,得到產(chǎn)品,采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”的原因是常壓蒸發(fā)溫度過(guò)高,NaClO2容易分解.
(6)某學(xué)習(xí)小組用碘最法測(cè)定產(chǎn)品中NaCl02的含量,實(shí)驗(yàn)如下:
a.準(zhǔn)確稱取所得NaCl02樣品1.0g于燒杯中,加入適量蒸餾水和過(guò)量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng),將所得混合液配成250mL待測(cè)溶液.(己知:ClO2-+4I-+4H+=2H20+2I2+Cl-
b.移取25.00mL待測(cè)溶液于錐形瓶中,加幾滴淀粉溶液,用0.2000mol•L-1 Na2S203標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn).重復(fù)滴定2次.(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,溶液由藍(lán)色變化為無(wú)色且半分鐘不變化.某次滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)滴定管液面刻度如圖,讀數(shù)為22.40.
②若3次滴定平均消耗Na2S203溶液的體積為20.00mL,則樣品中NaCl02的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90.5%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.近年來(lái),我國(guó)北方地區(qū)霧霾頻發(fā).引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH42 SO4、NH4NO3、有機(jī)微粒物及揚(yáng)塵等,通過(guò)測(cè)定霧霾中鋅等重金屬的含量,可知交通污染是目前造成霧霾天氣的主要原因之一,回答下列問(wèn)題:
(1)基態(tài)O原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有8種,其電子云形狀有2種.
(2)基態(tài)Zn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2
(3)(NH42SO4中存在的化學(xué)鍵類型有離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵.
(4)N和F能形成化合物N2F2,N2F2中氮原子的雜化軌道類型為sp2,寫(xiě)出N2F2的一種結(jié)構(gòu)式:,1molN2F2分子中所含σ鍵的數(shù)目是3NA
(5)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染,光化學(xué)煙霧中含有NOX、O3,HCOOH,CH3COOONO2(PAN)等.下列說(shuō)法正確的是ac(填字母).
a.N2O為直線形分子
b.C、N、O的第一電離能依次增大
c.O3與SO2、NO2-互為等電子體
d.相同壓強(qiáng)下,HCOOH沸點(diǎn)比CH3OCH3高,說(shuō)明前者是極性分子,后者是非極性分子
(6)測(cè)定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β一射線吸收法,其放射源可用85Kr.已知85Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶胞中所含85Kr原子數(shù)為m個(gè),與每個(gè)85Kr原子相緊鄰的85Kr原子為n個(gè),則$\frac{m}{n}$=$\frac{1}{3}$(填數(shù)值).該晶胞的邊長(zhǎng)為anm,則85Kr晶體的密度為$\frac{3.4×1{0}^{23}}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3.(設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.有機(jī)物C5H11Cl的同分異構(gòu)體有幾種(  )
A.6B.7C.8D.9

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

9.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.根據(jù)原子核外電子排布的特點(diǎn),Zn在周期表中屬于ds區(qū)元素
B.P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28′
C.NH3分子中N原子和H2O分子中O原子的雜化類型不相同
D.原子間只通過(guò)共價(jià)鍵而形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體一定具有高的熔、沸點(diǎn)及硬度

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:推斷題

10.物質(zhì)F是合成多種手性藥物和生物活性物質(zhì)的重要中間體,其合成路線如下:
(1)寫(xiě)出A中官能團(tuán)名稱碳碳雙鍵、酯基.
(2)反應(yīng)①的類型為加成反應(yīng),反應(yīng)④的類型為水解反應(yīng).
(3)物質(zhì)A聚合可得聚丙炔酸甲酯,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
(4)物質(zhì)C的俗名為肉桂醛,寫(xiě)出其同時(shí)滿足下列條件的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
①能與氯化鐵溶液顯紫色;②苯環(huán)上有兩個(gè)取代基;③分子的核磁共振氫譜有4個(gè)峰.
(5)若部分C被氧化為肉桂酸,反應(yīng)②將產(chǎn)生副產(chǎn)物(分子式為C14H15NO3),寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
(6)已知:CH3CHO+HCHO$\stackrel{NaOH}{→}$H2C=CHCHO,
、CH3CH2OH和為原料,合成,寫(xiě)出合成流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用).
合成流程圖示例如下:CH2=CH2$\stackrel{HBr}{→}$CH3CH2Br$→_{△}^{NaOH溶液}$CH3CH2OH.

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