【題目】氫能被視為最具發(fā)歸力的清潔能源，開發(fā)新型儲氣材料是氫能利用的重要研究方向。請回答下列問題：

Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB=NH)3通過如 下反應(yīng)制得:3CH4+2 (HB=NH) 3+6H2O=3CO2+6H3BNH3

(1)基態(tài)B原子的價電子排布式為___________，B、C， N， O第一電離能由大到小的順序為_________，CH4、H2O、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為___________。

(2)與(HB=NH)3，互為等電子體的有機(jī)分子為___________(填分子式)。

Ⅱ.氫氣的安全貯存和運輸是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。

(1)印度尼赫魯先進(jìn)科學(xué)研宄中心的Datta和Pati等人借助ADF軟件對一種新 型環(huán)烯類儲氫材料(C16S8)進(jìn)行研宄，從理論角度證明這種材料的分子呈平面結(jié)構(gòu)(如圖)，每個雜環(huán)平面上下兩側(cè)最多可吸附10個H2分子。

①C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類型分別為___________。

②相關(guān)鍵長數(shù)據(jù)如表所示：

化學(xué)鍵

C-S

C=S

C16S8中碳硫鍵

鍵長/pm

181

155

176

從表中數(shù)據(jù)看出，C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間，原因可能______________________。

③C16S8與H2微粒間的作用力是___________。

(2)有儲氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積結(jié)構(gòu)，晶胞中Cu原子位于面心，Ag 原子位于頂點，氫原子可進(jìn)到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中。該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(如圖)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式為___________。

(3)MgH2是金屬氫化物儲氫材料，其晶胞如上圖所示，該晶體的密度為agcm-3，則晶胞的體積為___________cm3(用含a、NA的代數(shù)式表示，NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。

【答案】2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>H2O sp2、sp3 C6H6 C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì) 范德華力 Cu3AgH8

【解析】

Ⅰ(1)B的原子序數(shù)為5，根據(jù)電子排布規(guī)律1s22s22p1，價電子排布為2s22p1。B、C、N、O同周期元素，其第一電離能越來越大，但是要考慮到半滿狀態(tài)，N的價電子排布為2s22p3，為半滿，較穩(wěn)定，電離能會較大，所以排布為N>O>C>B。根據(jù)分子構(gòu)型以及電子對互斥理論，CO2為直線型分子，鍵角為180°，CH4為正四面體，鍵角為109.5°，H2O中O的孤對電子會對造成O—H鍵擠壓，鍵角會小于109.5°，所以鍵角的排序為CO2>CH4>H2O；答案為2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>H2O；

（2）等電子體，價電子和原子數(shù)都相等。有機(jī)物中含有C，恰好B和N原子，在價電子和原子數(shù)上相等于2個C原子，則等電子體為(C2H2)3，為C6H6，答案為C6H6；

Ⅱ(1) ①每個C原子周圍有3個C原子，有3個σ鍵，1個π鍵，C原子的雜化類型為sp2，每個S原子周邊有2根鍵，還有2對孤對電子，雜化類型為sp3，答案為sp2、sp3；

②C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間，C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)，才能讓鍵長介于單鍵和雙鍵之間，答案為C16S8分子中的碳硫鍵具有一定程度的雙鍵性質(zhì)；

③C16S8與H2均為分子，分子間的作用力為范德華力，答案為范德華力；

(2) 晶胞中Cu原子位于面心，Ag 原子位于頂點，氫原子可進(jìn)到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中，那圖中空心的圈為儲藏的H原子，計算晶胞中的原子，Cu原子位于面心，為2個晶胞所共有，則每個晶胞中有個Cu原子。每個晶胞中Ag 原子位于頂點，為8個晶胞所共有，有個Ag原子，空心的圈在晶胞中，為晶胞單獨擁有，每個晶胞中8個H原子，則化學(xué)式為Cu3AgH8。答案為Cu3AgH8；

(3)根據(jù)，根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)晶胞中在中心有1個Mg，為晶胞單獨所有， 8個頂點有8個Mg原子，為8個晶胞共有，則一共有個Mg原子。金屬氫化物儲氫材料的化學(xué)式為MgH2，則每個晶胞有2個Mg原子，4個H原子。，，，答案為。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】甲胺(CH3NH2)是合成太陽能敏化劑的原料。一定溫度下，在三個體積均為2.0 L的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)CH3OH(g)＋NH3(g) CH3NH2(g)＋H2O(g)，測得有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如下：

容器編號

溫度/K

起始物質(zhì)的量（mol）

平衡物質(zhì)的量mol

CH3OH

NH3

CH3NH2

H2O

CH3NH2

H2O

I

530

0.40

0.40

0

0

0.30

II

530

0.80

0.80

0

0

III

500

0

0

0.20

0.20

0.16

下列說法正確的是(　　)

A. 正反應(yīng)的平衡常數(shù)K(Ⅰ)＝K(Ⅱ)<K(Ⅲ)

B. 達(dá)到平衡時，體系中c(CH3OH)關(guān)系：2c(CH3OH，Ⅰ)>c(CH3OH，Ⅱ)

C. 達(dá)到平衡時，轉(zhuǎn)化率：α(NH3，Ⅰ)＋α(H2O，Ⅲ)<1

D. 530K時，若起始向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.10 mol、NH3 0.15 mol、CH3NH2 0.10 mol、H2O 0.10 mol，則反應(yīng)將向逆反應(yīng)方向進(jìn)行

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】磷能形成多種含氧酸。

（1）一元中強(qiáng)酸次磷酸（H3PO2）是一種精細(xì)化工產(chǎn)品，向10 mL H3PO2溶液中加入10 mL等物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液后，所得的溶液中只有H2PO2-、OH-兩種陰離子。

① 寫出H3PO2溶液與足量NaOH 溶液反應(yīng)后形成的正鹽的化學(xué)式：_______，該正鹽溶液中各離子濃度由大到小的順序為____________。

② 若25℃時，K (H3PO2) = 1×10-2，則0.01 mol · L-1的H3PO2溶液的pH =________。

（2）亞磷酸（H3PO3）是二元中強(qiáng)酸，25℃時亞磷酸的電離常數(shù)為K1= 3.7×10-2、K2=2.6×10-7。

試從電離平衡移動的角度解釋K1、K2數(shù)據(jù)的差異______________。

（3） 25 ℃時，HF的電離常數(shù)為K = 3.6×10-4； H3PO4的電離常數(shù)為K1=7.5×10-3，K2=6.2×10-8，K3＝4.4×10-13。足量NaF溶液和H3PO4溶液反應(yīng)的離子方程式為______。

（4）相同溫度下，等物質(zhì)的量濃度的上述三種磷的含氧酸中。c(H+)由大到小的順序為______________________________________________________（用酸的分子式表示）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在25℃時，用蒸餾水稀釋1mol/L的醋酸溶液至0.01mol/L，隨溶液的稀釋，下列各項中始終保持增大趨勢的是( )

A. c(H+)/c(CH3COOH) B. c(CH3COOH)/c(H+)

C. n(CH3COOH)/c(CH3COO-) D. c(CH3COO-)c(H+)/c(CH3COOH)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】氨浸菱鋅礦制備活性氧化鋅，成本低，選擇性好，其工藝流程如下:

(1)濾渣Ⅰ主要成分的化學(xué)式為___________。

(2)浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金屬離子，可加入試劑Ⅰ除去，試劑Ⅰ為___________，在實際操作過程中加入量遠(yuǎn)高于理論量，可能的原因是___________。

(3)過濾Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，經(jīng)水蒸汽加熱法可析出堿式 [ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，其反應(yīng)化學(xué)方程式為___________。

(4)蒸氨過程中會有部分氨氣逸出，可用電化學(xué)氣敏傳感器監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量，原理如圖所示。負(fù)極的電極反應(yīng)為___________，假設(shè)蒸氨過程中逸出氨氣16.8L (標(biāo)準(zhǔn)狀況)進(jìn)入傳感器，另一極需要通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積為___________。

(5)蒸氨完成時，廢液中殘余氨含量需小于0.2mol/L，若殘余氨濃度過低，水蒸汽用量增大，回收氨水中氨濃度降低，不利于循環(huán)使用；若殘余氨濃度過高，會導(dǎo)致___________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下圖為一定條件下采用多孔惰性電極的儲氫電池充電裝置（忽略其他有機(jī)物）。已知儲氫裝置的電流效率×100%，下列說法不正確的是

A. 采用多孔電極增大了接觸面積，可降低電池能量損失

B. 過程中通過C-H鍵的斷裂實現(xiàn)氫的儲存

C. 生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6+6e-+6H+===C6H12

D. 若=75%，則參加反應(yīng)的苯為0.8mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】室溫下，某容積固定的密閉容器由可移動的活塞隔成A、B兩室，分別向A、B兩室充入H2、O2的混合氣體和1 mol空氣，此時活塞的位置如圖所示。

(1)A室混合氣體的物質(zhì)的量為________，標(biāo)況下體積為________。

(2)實驗測得A室混合氣體的質(zhì)量為34 g，則該混合氣體的密度是同溫同壓條件下氦氣密度的________倍。若將A室H2、O2的混合氣體點燃引爆，恢復(fù)原溫度后，最終活塞停留的位置在________刻度，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與反應(yīng)前氣體壓強(qiáng)之比為________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】錳酸鋰離子蓄電池是第二代鋰離子動力電池。一種以軟錳礦漿(主要成分為MnO2，含少量 Fe2O3、FeO、A12O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備錳酸鋰的流程如下圖所示。

(1)溶浸生產(chǎn)中為提高SO2回收率可采取的措施有_________(填序號)

a.不斷攪拌，使SO2和軟錳礦漿充分接觸

b.增大通入SO2的流速

c.減少軟錳礦漿的進(jìn)入量

d.減小通入SO2的流速

(2)已知：室溫下，Ksp[A1(OH)3]=1×10-33，Ksp[Fe(OH)3]=l×10-39， pH=7.1 時 Mn(OH)2開始沉淀。氧化除雜時(室溫)除去MnSO4液中的Fe3+、Al3+(使其濃度小于1× l0-6mol /L)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_______。

(3)由硫酸錳與K2S2O8溶液常溫下混合一周，慢慢得到球形二氧化錳(MnO2)。請寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___________。

(4)將MnO2和 Li2CO3按4：1的物質(zhì)的量比配料，混合攪拌，然后升溫至600℃750℃，制取產(chǎn)品LiMn2O4。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____________ 。

(5)錳酸鋰可充電電池的總反應(yīng)為：Li1-xMn2O4+LixCLiMn2O4+C(0＜x＜1)

①充電時，電池的陽極反應(yīng)式為_________，若此時轉(zhuǎn)移lmole-，則石墨電極將增重______g。

②廢舊錳酸鋰電池可能殘留有單質(zhì)鋰，拆解不當(dāng)易爆炸、著火，為了安全，對拆解環(huán)境的要求是________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】[化學(xué)——選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]

Prolitane是一種抗抑郁藥物，以芳香烴A為原料的合成路線如下：

請回答以下問題：

(1)D的化學(xué)名稱為___________，D→E的反應(yīng)類型為___________。

(2)G的官能團(tuán)名稱為___________。

(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。

(4)F→G的化學(xué)方程式為______________________。

(5)X是D的同系物，ⅹ分子比D分子少一個碳原子，且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則滿足此條件的X共有___________種(不含立體異構(gòu))；其屮核磁共振氫譜顯示為5組峰，其峰面積比為3︰2︰2︰2︰1，寫出符合該要求的Ⅹ的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：______________________。

(6)參照 Prolitane的合成路線，設(shè)計一條由苯和乙醇為原料制備苯甲酸乙酯的合成路線(其他無機(jī)試劑和溶劑任選)。____________________________________________。

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