题目内容
[化学——物质结构与性质]（13分）
氢能是一种洁净的可再生能源，制备和储存氢气是氢能开发的两个关键环节。
Ⅰ 氢气的制取
（1）水是制取氢气的常见原料，下列说法正确的是 （填序号）。
A．H3O＋的空间构型为三角锥形
B．水的沸点比硫化氢高
C．冰晶体中，1 mol水分子可形成4 mol氢键
（2）科研人员研究出以钛酸锶为电极的光化学电池，用紫外线照射钛酸锶电极，使水分解产生氢气。已知钛酸锶晶胞结构如图，则其化学式为 。
Ⅱ 氢气的存储
（3）Ti(BH4)2是一种储氢材料。
①Ti原子在基态时的核外电子排布式是 。
②Ti(BH4)2可由TiCl4和LiBH4反应制得，TiCl4 熔点－25.0℃，沸点136.94℃，常温下是无色液体，则TiCl4晶体类型为 。
（4）最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料（C16S8）进行研究，从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上（结构如图所示），每个平面上下两侧最多可储存10个H2分子。
①元素电负性大小关系是：C S（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②分子中C原子的杂化轨道类型为 。
③有关键长数据如下：
| C—S | C＝S | C16S8中碳硫键 |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据可以看出，C16S8中碳硫键键长介于C—S与C＝S之间，原因可能是： 。
④C16S8与H2微粒间的作用力是 。
（1）AB（填对一个给1分，共2分）（2）SrTiO3（2分）
（3）①1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2（2分） ②分子晶体（1分）
（4）①＜（2分） ②sp2（1分）
③分子中的C与S原子之间有π键（或分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质等合理答案）（2分）
④范德华力（1分）
【解析】
试题分析：（1）A、H3O＋中氧原子含有1对孤对电子，其价层电子对数是4个，因此其空间构型为三角锥形，A正确；B、水分子间存在氢键，因此水的沸点比硫化氢高，B正确；C、冰晶体中，1 mol水分子可形成2mol氢键，C不正确，答案选AB。
（2）根据钛酸锶晶胞结构并依据均摊法可知，晶胞中Sr、Ti、O的原子个数分别是8×
＝1、1、6×
＝3，因此其化学式为SrTiO3。
（3）①Ti元素的原子序数是22，根据核外电子排布规律可知，Ti原子在基态时的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2。
②TiCl4 熔点－25.0℃，沸点136.94℃，常温下是无色液体，这说明TiCl4晶体类型为分子晶体。
（4）①非金属性越强，元素电负性越大。硫元素的非金属性强于碳元素，因此电负性大小关系是：C＜S。
②分子中的原子都处于同一平面上，因此分子中C原子的杂化轨道类型为sp2。
③根据结构简式可知，分子中的C与S原子之间有π键，因此导致C16S8中碳硫键键长介于C—S与C＝S之间。
④氢气形成的晶体是分子晶体，所以C16S8与H2微粒间的作用力是范德华力。
考点：考查电负性、核外电子排布、晶胞结构、化学键以及氢键等有关判断
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