题目内容

12．氢能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．
①Ti2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d2或[Ar]3d2．
②BH4-的空间构型是正四面体（用文字描述）．
③Ti能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物．电负性C＞B（填＞或＜，下同）；第一电离能：N＞O，原因是N 的p轨道为半充满状态，比O的状态更稳定
（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ABC（多项选择）．
A． NH3分子中N原子采用sp3杂化
B． 相同压强时，NH3沸点比PH3高
C．[Cu （NH3）4]2+离子中，N原子是配位原子
D．CN-的电子式为[•C┇┇N•]-
（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C60（分子结构如图1）生成的Ca32C60能大量吸附H2分子．
①C60晶体易溶于苯、CS2，C60是非极性分子（填“极性”或“非极性”）．
②1mol C60分子中，含有σ键数目为90NA．
（4）MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图2所示，已知该晶体的密度为a g•cm-3，则晶胞的体积为$\frac{52}{a{N}_{A}}$cm3[a、NA表示（NA表示阿伏加德罗常数的值）]．

分析 （1）①钛是22号元素，Ti2+核外有20个电子，根据构造原理书写其基态核外电子排布式；
②根据价层电子对互斥理论确定空间构型；
③同一周期元素，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，原子的轨道中电子处于半满、全满、全空时比较稳定；
（2）a．根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；
b．同一主族元素的氢化物中，含有氢键的氢化物沸点较高；
c．提供孤电子对的原子是配原子；
d．CN-的结构和氮气分子相似，根据氮气分子的电子式判断；
（3）①根据相似相溶原理确定分子的极性；
②利用均摊法计算；
（4）利用均摊法计算该晶胞中镁、氢原子个数，再根据V=$\frac{m}{ρ}$进行计算．

解答 解：（1）①钛是22号元素，Ti2+核外有20个电子，根据构造原理知其基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d2或[Ar]3d2，故答案为：1s22s22p63s23p63d2或[Ar]3d2；
②BH4-中B原子价层电子对=4+$\frac{1}{2}$，且没有孤电子对，所以是正四面体结构，故答案为：正四面体；
③C和B属于同一周期且C的原子序数大于B，所以电负性C＞B，N原子中2p轨道处于半充满状态，O原子中2p轨道既不是半充满也不是全空或全满，所以N原子第一电离能比O原子大，
故答案为：＞；＞；N 的p轨道为半充满状态，比O的状态更稳定；
（2）A．NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，故正确；
B．相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，故正确；
C．[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，故正确；
D．CN-的电子式为，故错误；
故选ABC；
（3）①苯、CS2都是非极性分子，根据相似相溶原理知，C60是非极性分子，故答案为：非极性；
②利用均摊法知，每个碳原子含有$\frac{1}{2}$个σ 键，所以1mol C60分子中，含有σ 键数目=$\frac{3}{2}$×1mol×60×NA/mol=90NA，故答案为：90NA；
（4）该晶胞中镁原子个数=$\frac{1}{8}$，原子个数=2+4×$\frac{1}{2}$，V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}（24×2+1×4）}{a}$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，涉及核外电子排布、杂化方式的判断、空间构型的判断、晶胞的计算等知识点，难点是晶胞的计算，灵活运用公式是解本题关键，难度中等．

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