Question

【题目】氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，开发高效储氢材料是氢能利用的重要研究方向。

(1)是一种潜在的储氢材料，其中N原子的价电子排布式为________________。

(2)的键角由大到小的顺序为________________________，的第一电离能由大到小的顺序为_______________________________。

(3)是新型环烯类储氢材料，研究证明其分子呈平面结构（如图所示）。

①分子中原子和原子的杂化轨道类型分别为_________________________。

②测得中碳硫键的键长介于C-S键和C=S键之间，其原因可能是________________________________________________。

(4)某种铜银合金晶体具有储氢功能，它是面心立方最密堆积结构，原子位于面心，Ag原子位于顶点，H原子可进入由Cu原子和Ag原子构成的四面体空隙中。若将原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与（如图）相似，该晶体储氢后的化学式为_________________________。

(5)是金属氢化物储氢材料，其晶胞如图所示，该晶体的密度为，则该晶胞的体积为___________（用含的代数式表示）。

Answer 1

【答案】 碳原子为杂化，硫原子为杂化 中碳硫键具有一定程度的双键性质

【解析】

（1）基态氮原子的电子排布式为，价电子排布式为；

（2）甲烷分子中键角为109°28′，水分子中因孤对电子对键的挤压，导致键角小于109°28′，而二氧化碳中的键角为180°，因此键角由大到小的顺序为；同周期元素随着原子序数的增加，第一电离能越来越大，但是考虑到氮原子为半满的稳定结构，因此电离能最大，故电离能大小排序为；

（3）①每个碳原子周围有3个碳原子，有3个键和1个键，因此杂化，而每个硫原子周围有2个原子，还有2对孤对电子，因此为杂化；

②由于中碳硫键具有一定程度的双键性质，双键的长度比单键短，因此碳硫键的长度介于和之间；

（4）处于顶点的原子按计算，处于面心的原子按计算，而处于晶体内部的原子按整个计算，铜原子位于面心，因此一共有个铜原子，银原子位于顶点，因此一共有个银原子，而氢原子全部嵌在晶体内，一共有8个氢原子，故储氢后的化学式为；

（5）晶胞中含有2个Mg、4个H，直接代入二者的原子量算出单个晶胞的质量为g，代入后得出。