Question

【题目】多年来，储氢材料、光催化剂与硼酸盐材料的研究一直是材料领域的热点研究方向。回答下列问题：

一种Ru络合物与g-C3N4符合光催化剂将CO2还原为HCOOH的原理如图。

(1)Ru络合物中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为___，Ru络合物含有的片段和中都存在大π键，氮原子的杂化方式为___，氮原子配位能力更强的是___（填结构简式）

(2)基态碳原子的价电子排布图为___，HCOOH的沸点比CO2高的原因是___。

(3)2019年8月13日中国科学家合成了白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2，[B(OH)4]-中B的价层电子对数为____，[Sn(OH)6]2-中，Sn与O之间的化学键不可能是___。

a.π键 b.σ键 c.配位键 d.极性键

(4)镧镍合金是较好的储氢材料。储氢后所得晶体的化学式为LaNi5H6，晶胞结构如图所示，X、Y、Z表示储氢后的三种微粒，则图中Z表示的微粒为___(填化学式)。若原子分数坐标A为（0，0，0），则B（Y）的原子分数坐标为___，已知LaNi5H6摩尔质量为499g·mol-1，晶体密度为g·cm-3，设NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数为a=___pm（用代数式表示）。

Answer 1

【答案】N＞O＞C sp2 HCOOH和CO2都为分子晶体，HCOOH分子间形成氢键 4 a H2 (，，0) ×1010

【解析】

根据元素第一电离能的变化趋势比较元素的第一电离能的大小关系，根据杂化轨道理论和大π键的成键特点判断氮原子的轨道杂化方式，根据配位键的成键条件判断和中谁的氮原子配位能力更强。根据价层电子对互斥理论分析中心原子的价层电子对数，根据Sn与O的成键特点判断其所形成的化学键类型。根据均摊法确定晶胞中各种微粒的个数，再结合晶体的化学式确定微粒Z的类型，根据晶胞结构及其粒子的空间分布特点判断其坐标参数，根据晶胞的密度和质量计算晶胞的边长。

(1)同周期从左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势，但是第ⅤA族元素比同周期的第ⅥA族元素的第一电离能大，故N、O、C的第一电离能依次减小；和中都存在大π键，氮原子均采用sp2杂化，的大π键为π66，N原子有一对孤电子对，的大π键为π56，N原子无孤电子对，因此氮原子配位能力更强的是，故答案为：N＞O＞C；sp2；；

(2)碳原子为6号元素，根据构造原理可写出基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，故基态碳原子的价电子排布图为；HCOOH和CO2都为分子晶体，但是HCOOH分子间可形成氢键，故HCOOH的沸点比CO2高；

(3)[B(OH)4]－中硼原子连接四个羟基，其价层电子对数为4；[Sn(OH)6]2-的中心离子Sn4+与OH-之间形成配位键，配位键是一种特殊的共价键，则Sn与O之间形成的化学键属于σ键或极性键，不可能是π键，故答案为：4；a；

(4)根据均摊法可知，晶胞中，微粒X的个数为，微粒Y的个数为，微粒Z的个数为，根据储氢后所得晶体的化学式LaNi5H6，可知微粒Z为H2；根据晶胞结构图可知，B(Y)的原子分数坐标为(，，0)；晶胞边长，故答案为：H2；(，，0)；×1010。