Question

【题目】新型储氢材料是开发利用氢能源的关键因素。请回答下列问题：

(1)可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在储氢材料的是_________(填标号)。

A．CH4 B．H2O C．HF D．H2S

(2)Ti(BH4)3是一种新型储氢材料。

①基态Ti3+的未成对电子数有______个。

②BH4-的空间构型是_________，其中B原子的杂化轨道类型为__________。

③写出一个与BH4-互为等电子体的物质的化学式_________。

④B、C、N、O的第一电离能由大到小顺序为_________。

(3)铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的材料之一

①亚铁离子基态核外电子排布式为__________。

②镁的电离能数据为：I1=738 kJ·mol-1，I2=1451 kJ·mol-1，I3=7733 kJ·kJ·mol-1，I4=10540 kJ·mol-1，I3>>I2的原因是________。

③铁单质有两种堆积方式，如图1和图2所示，边长分别为a、b，二者密度之比为________。

Answer 1

【答案】B 1 正四面体 sp3 CH4 N>O>C>B 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 Mg失去2个电子后达到8电子稳定状态，故I3>>I2 b3:2a3

【解析】

（1）“可燃冰”甲烷水合物就是甲烷分子固定在水分子通过氢键形成的笼状结构中，由此推断出，该笼状结构也有可能储存氢气，故选B；

（2）①基态Ti原子的价电子排布为3d24s2，变为Ti3+后价电子为3d1，只有一个未成对电子，故答案为：1；②根据价层电子对互斥理论，BH4-中B有4个价电子，形成了4个σ键，没有孤电子对，所以空间构型为：正四面体形；B原子的杂化轨道类型为sp3，故答案为：正四面体；sp3；③与BH4-互为等电子体的物质应该是5个原子，共有8个价电子，符合的物质有：CH4，故答案为：CH4；

④N原子为半充满结构，第一电离能比O大，故B、C、N、O的第一电离能由大到小顺序为：N>O>C>B；

（3）①铁失去2个最外层电子变为亚铁离子，亚铁离子基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；②Mg最外层有2个电子，Mg失去2个电子后达到8电子稳定状态，故I3>>I2；③由图1

可知a晶胞中包含了2个Fe原子，故a的密度为；b晶胞中包含了4个Fe原子，故b的密度为；密度之比；故答案为： 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；Mg失去2个电子后达到8电子稳定状态，故I3>>I2；b3:2a3。