Question

1．氫的存儲是氫能應用的主要瓶頸，目前所采用或正在研究的主要儲氫材料有：配位氫化物、富氫載體化合物、碳質材料、金屬氫化物等．
（1）Ti（BH₄）₂是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料．
①Ti的基態(tài)原子有7種能量不同的電子；
②BH₄^-的空間構型是正四面體 （用文字描述）．
（2）液氨是富氫物質，是氫能的理想載體，利用N₂+3H₂?2NH₃實現(xiàn)儲氫和輸氫．下列說法正確的是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．相同壓強時，NH₃沸點比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，說明C₆₀是非極性 分子（選填：“極性”、“非極性”）；
②C₆₀分子結構如圖1所示，則C₆₀分子中含有σ鍵數(shù)目為90．
（4）MgH₂是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞結構如圖2所示．
①MgH₂遇水就能釋放H₂，該反應的化學方程式為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個電子，有1s、2s、2p、3s、3p、3d 7種能級，每一種能級存在一種能量的電子；
②BH₄^-中B原子價層電子對個數(shù)=4+$\frac{3+1-4×1}{2}$=4，且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該離子空間構型；
（2）A．NH₃分子中N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型；
B．原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相同的微粒是等電子體；
C．CN^-中每個原子含有一個孤電子對，且C、N原子間共用3個電子對；
D．氫化物的熔沸點與相對分子質量成正比，含有氫鍵的氫化物熔沸點較高；
（3）①非極性分子的溶質易溶于非極性分子的溶劑；
②根據(jù)圖知，每個C原子σ鍵個數(shù)=$\frac{1}{2}$×3=1.5；
（4）①MgH₂遇水就能釋放H₂，同時生成氫氧化鎂；
②該晶胞中Mg原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，H原子個數(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個電子，有1s、2s、2p、3s、3p、3d 7種能級，每一種能級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原子價層電子對個數(shù)=4+$\frac{3+1-4×1}{2}$=4，且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷該離子空間構型為正四面體，故答案為：正四面體；
（2）A．NH₃分子中N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷N原子雜化類型為sp³雜化，故A正確；
B．原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相同的微粒是等電子體，二者原子個數(shù)不相等，所以不是等電子體，故B錯誤；
C．CN^-中每個原子含有一個孤電子對，且C、N原子間共用3個電子對，所以其電子式為，故C正確；
D．氫化物的熔沸點與相對分子質量成正比，含有氫鍵的氫化物熔沸點較高，氨氣中含有氫鍵、磷化氫中不含氫鍵，所以氨氣熔沸點高于磷化氫，故D正確；
故選ACD；
（3）①非極性分子的溶質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，說明C₆₀是非極性 分子，故答案為：非極性；
②根據(jù)圖知，每個C原子σ鍵個數(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）①MgH₂遇水就能釋放H₂，同時生成氫氧化鎂，反應方程式為MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑，
故答案為：MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑；
 ②該晶胞中Mg原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，H原子個數(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：$\frac{52}{a{N}_{A}}$．

點評 本題考查物質結構和性質，為高頻考點，涉及晶胞計算、微粒空間構型判斷、原子核外電子排布等知識點，明確物質結構、原子結構是解本題關鍵，側重考查學生分析計算及空間想象能力，難點是晶胞計算．