Question

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

 

种能量不同的电子；
②BH^-₄的空间构型是

 

 （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

 

．
A．NH₃分子中N原子采用sp³杂化
B．NH₃分子的空间构型是正四面体
C．NH₃和NH₄⁺是等电子体
D．CN^-的电子式为：
E．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

 

 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π键数目为

 

．
（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

 

；
②已知该晶体的密度a g?cm^-3，则该晶胞的体积为

 

 cm³[用a、N_A表示（N_A表示阿伏加德罗常数）]．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断,不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）①钛是22号元素，根据构造原理书写其基态核外电子排布式，确定不同能量的电子的各类；
②根据价层电子对互斥理论确定空间构型；
（2）A．根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；
B．根据中心原子的杂化方式及孤电子对数可以判断NH₃分子的空间构型；
C．根据等电子体的概念，互为等电子体的两个微粒要价电子数相等，据此判断；
D．CN^-与氮气互为等电子体，结构与氮气相同，据此可以判断CN^-的电子式为：
E．由于氨分子之间有氢键，所以相同压强时，NH₃沸点比PH₃高，据此判断；
（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）①根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
②利用均摊法计算该晶胞中镁、氢原子个数，再根据V=

m

ρ

进行计算．

解答： 解：（1）①钛是22号元素，根据构造原理知其基态核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，所以有7种不同能量的电子，故答案为：7；
②BH₄^-中B原子价层电子对=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，且没有孤电子对，所以是正四面体结构，故答案为：正四面体；
（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．根据中心原子的杂化方式为sp³杂化且有一对孤电子对数可以判断NH₃分子的空间构型为三角锥形，故错误；
C．根据等电子体的概念，互为等电子体的两个微粒要价电子数相等，而NH₃和NH₄⁺价电子数不等，故错误；
D．CN^-与氮气互为等电子体，结构与氮气相同，据此可以判断CN^-的电子式为：，故正确；
E．由于氨分子之间有氢键，所以相同压强时，NH₃沸点比PH₃高，故正确；
故答案为：ADE；
（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

1

2

个π 键，所以1mol C₆₀分子中，含有π键数目=

1

2

×1mol×60×N_A/mol=30N_A，故答案为：30N_A；
（4）①氢化镁固体与水反应的化学方程式为：MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑，故答案为：MgH₂+2H₂O═Mg（OH）₂+2H₂↑；
②该晶胞中镁原子个数=

1

8

×8+1=2，氢原子个数=2+4×

1

2

，V=

m

ρ

=

M NA (24×2+1×4)

a

cm³=

52

a?NA

cm³，故答案为：

52

a?NA

．

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．