Question

【题目】氢原子是最轻的原子，人们曾预言它可能是所有元素之母。学习物质结构与性质，回答下列问题：

(1)太阳中的主要化学元素是氢和_______。

(2)氢负离子H-基态电子排布式为_______。

(3)下列变化：H-(g)=H(g)+e-吸收的能量为73kJ/mol，H(g)=H+(g)+e-吸收的能量为1311kJ/mol，则氢负离子H-的第一电离能为________。

(4)几种碱金属氢化物的部分性质如下表所示：

氢化物	LiH	NaH	KH
密度/g/cm3	0.78		1.43
分解温度/℃	850	425	400

从化学结构的角度回答说明，分解温度LiH>NaH>KH___。

(5)水溶液中有H3O+、H5O2+、H9O4+等微粒的形式。H3O+中，中心原子的杂化类型是___，请画出H5O2+的结构式：______。当用高能射线照射液态水时，水分子便以一种新的方式电离，如图所示写出高能射线照射水的总反应的离子方程式_______。

(6)氢化铝钠(NaAlH4)等复合氢化物是重要的有机还原剂。NaAlH4晶胞结构如图所示，NaAlH4晶体中，与Na+紧邻且等距的A1H4-有___个，设阿伏伽德罗常数为NA，则晶体的密度为___g·cm-3。

(7)在立方晶胞中与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为（1，1，1)晶面。如图则该立方晶胞体中（1，1，1)晶面共有___个。

Answer 1

【答案】氦 1s2 73kJ/mol 均为离子晶体，阳离子离子半径Li+<Na+<K+，晶格能LiH>NaH>KH，离子键强，分解温度高 sp3 (n+2)H2Oe(H2O)n-+·OH+H3O+ 8 8

【解析】

(1)根据太阳中各种元素含量多少分析判断；

(2)H-核外有有2个电子，根据核外电子排布规律书写；

(3)根据第一电离能定义推断；

(4)从离子半径、晶格能大小分析；

(5)根据杂化轨道理论分析，H5O2+可看作是H3O+与H2O通过氢键形成的离子；据此判断微粒的空间构型；结合图示书写反应方程式；

(6)以体心的AlH4-研究，与之紧邻且等距的Na+位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlH4-紧邻且等距的Na+有8个，晶胞中AlH4-数目为1+8×+4×=4，Na+数目为6×+4×=4，则二者配位数相等；结合晶胞中AlH4-、Na+数目，表示出晶胞质量，再根据ρ=计算密度；

(7)根据该（1，1，1)晶面中在上下两个面上的位置及个数分析；

(1)太阳上含量最丰富的元素是氢，其次是氦元素，故太阳中的主要化学元素是氢和氦；

(2)H原子核内只有1个质子，氢负离子H-核外有2个电子，基态电子排布式为1s2；

(3)H-(g)=H(g)+e-吸收的能量为73kJ/mol，则氢负离子H-的第一电离能为73kJ/mol。

(4)LiH、NaH、KH三种晶体均为离子晶体，由于离子核外电子层数越多，离子半径越大，阳离子的离子半径：Li+<Na+<K+，离子半径越大，与H-结合形成的离子键就越弱，晶格能就越小，所以晶格能LiH>NaH>KH，晶格能越大，离子键就越强，晶体分解温度就越高，所以分解温度LiH>NaH>KH；

(5) H3O+中，中心O原子的杂化类型是sp3杂化；H5O2+可看作是H3O+与H2O通过氢键形成的离子，所以H5O2+的结构式是；

根据图示可得高能射线照射水的总反应的离子方程式为：(n+2)H2Oe(H2O)n-+·OH+H3O+；

(6)以体心的AlH4-研究，与之紧邻且等距的Na+位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlH4-紧邻且等距的Na+有8个，晶胞中AlH4-数目为1+8×+4×=4，Na+数目为6×+4×=4，则与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个；晶胞质量=4×g，晶胞密度为=g/cm3；

(7)在该（1，1，1)晶面中，该平面通过上面一个顶点，下面2个顶点形成一个（1，1，1)晶面，上面共有4个这样顶点，可形成4个这样晶面；同样，若该晶面通过上面2个顶点，下面一个顶点，也可以形成4个这样的晶面，因此共可以形成8个这样晶面。