Question

1．氢的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等．
（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．
①Ti的基态原子有7种能量不同的电子；
②BH₄^-的空间构型是正四面体 （用文字描述）．
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂?2NH₃实现储氢和输氢．下列说法正确的是ACD．
A．NH₃分子中N原子采用sp³杂化     B．NH₃和NH₄⁺是等电子体
C．CN^-的电子式为：      D．相同压强时，NH₃沸点比PH₃高
（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子．
①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是非极性 分子（选填：“极性”、“非极性”）；
②C₆₀分子结构如图1所示，则C₆₀分子中含有σ键数目为90．
（4）MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图2所示．
①MgH₂遇水就能释放H₂，该反应的化学方程式为MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑；
②已知该晶体的密度a g/cm^-3，则该晶胞的体积为$\frac{52}{a{N}_{A}}$ cm³（用a、N_A表示）．

Answer 1

分析 （1）①Ti原子核外有22个电子，有1s、2s、2p、3s、3p、3d 7种能级，每一种能级存在一种能量的电子；
②BH₄^-中B原子价层电子对个数=4+$\frac{3+1-4×1}{2}$=4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该离子空间构型；
（2）A．NH₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型；
B．原子个数相等、价电子数相同的微粒是等电子体；
C．CN^-中每个原子含有一个孤电子对，且C、N原子间共用3个电子对；
D．氢化物的熔沸点与相对分子质量成正比，含有氢键的氢化物熔沸点较高；
（3）①非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂；
②根据图知，每个C原子σ键个数=$\frac{1}{2}$×3=1.5；
（4）①MgH₂遇水就能释放H₂，同时生成氢氧化镁；
②该晶胞中Mg原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，H原子个数为2+4×$\frac{1}{2}$=4，晶胞体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{ρ}$．

解答 解：（1）①Ti原子核外有22个电子，有1s、2s、2p、3s、3p、3d 7种能级，每一种能级存在一种能量的电子，所以Ti的基态原子7种能量不同的电子，
故答案为：7；
②BH₄^-中B原子价层电子对个数=4+$\frac{3+1-4×1}{2}$=4，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断该离子空间构型为正四面体，故答案为：正四面体；
（2）A．NH₃分子中N原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断N原子杂化类型为sp³杂化，故A正确；
B．原子个数相等、价电子数相同的微粒是等电子体，二者原子个数不相等，所以不是等电子体，故B错误；
C．CN^-中每个原子含有一个孤电子对，且C、N原子间共用3个电子对，所以其电子式为，故C正确；
D．氢化物的熔沸点与相对分子质量成正比，含有氢键的氢化物熔沸点较高，氨气中含有氢键、磷化氢中不含氢键，所以氨气熔沸点高于磷化氢，故D正确；
故选ACD；
（3）①非极性分子的溶质易溶于非极性分子的溶剂，苯和二硫化碳都是非极性分子，C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是非极性 分子，故答案为：非极性；
②根据图知，每个C原子σ键个数=$\frac{1}{2}$×3=1.5，则C₆₀分子中含有σ键数目=1.5×60=90，
故答案为：90；
（4）①MgH₂遇水就能释放H₂，同时生成氢氧化镁，反应方程式为MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑，
故答案为：MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑；
 ②该晶胞中Mg原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，H原子个数为2+4×$\frac{1}{2}$=4，晶胞体积=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×2}{ρ}$=$\frac{\frac{26}{{N}_{A}}×2}{a}$cm³=$\frac{52}{a{N}_{A}}$cm³，
故答案为：$\frac{52}{a{N}_{A}}$．

点评 本题考查物质结构和性质，为高频考点，涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、原子核外电子排布等知识点，明确物质结构、原子结构是解本题关键，侧重考查学生分析计算及空间想象能力，难点是晶胞计算．