Question

【题目】H、N、Na、Al、Ti等元素在能源、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

（一）氢化铝钠( NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，掺人少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢，在170℃、15.2 MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可南AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的品胞结构如右图所示，为长方体。

(1)基态Ti原子的价电子排布式为 ___，L能层中电子云的形状有___ 种。

(2)AlCl3在178℃时升华，属于____晶体，其蒸气的相对分子质量约为267，蒸气分子的结构式为____（标明配位键），其中Al原子的杂化方式为_______。

(3)写出与AIH4-空间构型相同的-种分子和一种离子_________（填化学式）。

(4)NaAlH4晶体中，与AlH4紧邻且等距的Na+有_______个；NaAlH4晶体的密度为 _____g/cm3(用含n的代数式表示)。

（二）叠氮化钠和氢叠氮酸( HN3)已一步步进入我们的生活，如汽车安全气囊等。

(5)写出与N3-互为等电子体的一种分子_____填分子式）。

(6)氢叠氮酸（HN3)可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得，同时生成水。下列叙述错误的是______（填标号）

A.上述生成HN3的化学方程式为：N2H4+HNO2=HN3+2H2O

B.NaN3的晶格能大于KN3的晶格能

C.氢叠氮酸(HN3)和水能形成分子间氢键

D.HN3和N2H4都是由极性键和非极性键构成的非极性分子。

E.HN3分子中四个原子可能在一条直线上

Answer 1

【答案】 2 分子 sp3 NH4+、CH4(或SO42-、PO43-、CCl4等其他合理答案) 8 CO2或N2O DE

【解析】；(1) Ti原子的核电荷数为22，1s22s22p63s22p63d24s2，基态Ti原子的价电子排布式为3d24s2；基态Ti原子的价电子排布式为；L能层有s 、p轨道，所以L能层中电子云的形状有2种；正确答案：；2。

（2）AlCl3在178℃时升华，沸点较小，属于分子晶体；其蒸气的相对分子质量约为267，氯化铝中铝原子最外层电子只有3个电子,形成3个共价键,每个铝原子和四个氯原子形成共价键,且其中一个共用电子对是氯原子提供形成的配位键,如图；每个铝原子和四个氯原子形成共价键,中心原子Al的价层电子对数4,杂化类型为；正确答案：分子； ；sp3 。

(3) AlH4-中Al的轨道杂化数目为4+（3+11×4）/2=4，AlH4-采取sp3杂化，为正四面体构型，与AIH4-空间构型相同的-种分子和一种离子NH4+、CH4(或SO42-、PO43-、CCl4等；正确答案： NH4+、CH4(或SO42-、PO43-、CCl4等。

（4）NaAlH4晶体中，与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个，分别位于经过Na＋的两个相互垂直的两个平面内，每个平面内有4个，NaAlH4晶体的密度：晶胞中AlH4-，Na＋为，即：=；正确答案：8 ； 。

(5)等电子体指的是原子数目相等，电子总数相等，因此与N3-互为等电子体的一种分子CO2或N2O；正确答案：CO2或N2O。

(6)N2H4被HNO2氧化HN3，化学方程式为：N2H4+HNO2=HN3+2H2O；A正确；由于钾离子半径大于钠离子半径，因此K+与N3-之间的作用力小于Na+与N3-之间的作用力，所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能，B正确；根据氢叠氮酸(HN3)的结构可知，存在孤电子对，能够与水形成氢键；C正确；HN3中存在氮氢极性键，没有非极性键，D错误；根据可知，HN3分子中四个原子不可能在一条直线上，E错误；正确选项DE。