Question

氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，配位氫化物、富氫載體化合物是目前所采用的主要  儲(chǔ)氫材料．
（l）Ti（BH₄）₂是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料．
①在基態(tài)Ti²⁺中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為

 

，該能層具有的原子軌道數(shù)為

 

．
②BH₄^-的空間構(gòu)型是

 

（用文字描述）．
（2）液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，利用N₂+3H₂?2NH₃，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫．下列說(shuō)法正確的是

 

．
a．[Cu（NH₃）₄]²⁺ 中，N原子是配位原子
b．NH₃分子中氮原子的軌道雜化方式為sp²雜化
c．鍵角NH₄⁺＜NH₃
d．相同壓強(qiáng)時(shí)，NH₃的沸點(diǎn)比PH₃的沸點(diǎn)高
（3）富氫材料NH₃和F₂在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到NF₃
4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F
上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有

 

（填序號(hào)）
a．離子晶體    b．分子晶體c．原子晶體    d．金屬晶體
（4）某種合金材料有較大的儲(chǔ)氫容量，其晶體結(jié)構(gòu)的最小單元如圖所示．則這種合金的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,原子核外電子排布,鍵能、鍵長(zhǎng)、鍵角及其應(yīng)用,配合物的成鍵情況,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）①鈦是22號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)其基態(tài)核外電子排布式，確定不同能量的電子的各類；
②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定空間構(gòu)型；
（2）a．[Cu（NH₃）₄]²⁺離子中，N原子提供孤對(duì)電子，N原子為配原子；
b．NH₃分子中價(jià)層電子對(duì)是4，采用sp³雜化；
c．NH₄⁺為正四面體結(jié)構(gòu)，NH₃為三角錐形，NH₄⁺鍵角較大；
d．氨氣中含有氫鍵，沸點(diǎn)較高；
（3）Cu是金屬，屬于金屬晶體，NH₄F是鹽，屬于離子晶體，NH₃、F₂、NF₃都屬于分子晶體；
（4）根據(jù)均攤法可以算出每個(gè)晶體結(jié)構(gòu)單元中鎳原子和鑭原子的個(gè)數(shù)，再根據(jù)它們之比得化學(xué)式．

解答： 解：（1）①基態(tài)Ti²⁺價(jià)電子排布式為：3d²，最高能層為M層，該能層下含有1個(gè)3s軌道、3個(gè)3p軌道和5個(gè)3d軌道，共有9個(gè)原子軌道，
故答案為：M；9；
②BH₄^-中B原子價(jià)層電子對(duì)=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，且沒(méi)有孤電子對(duì)，所以是正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：正四面體；
（2）a．提供孤電子對(duì)的原子是配原子，[Cu（NH₃）₄]²⁺離子中，N原子提供孤對(duì)電子，N原子為配原子，故a正確；
b．NH₃分子中N原子含有3個(gè)共用電子對(duì)和一個(gè)孤電子對(duì)，所以其價(jià)層電子對(duì)是4，采用sp³雜化，故b錯(cuò)誤；
c．NH₄⁺為正四面體結(jié)構(gòu)，NH₃為三角錐形，NH₄⁺鍵角較大，故c錯(cuò)誤；
d．分子間存在氫鍵的熔沸點(diǎn)高，相同壓強(qiáng)時(shí)，氨氣中含有氫鍵，PH₃中不含氫鍵，所以NH₃沸點(diǎn)比PH₃高，故d正確．
故選ad；
（3）Cu是金屬，屬于金屬晶體，NH₄F是鹽，屬于離子晶體，NH₃、F₂、NF₃都屬于分子晶體，
故答案為：abd；
（4）在晶體結(jié)構(gòu)單元中鎳原子分布在上底面和下底面上，以及六個(gè)側(cè)面的面心上，所以鎳原子的個(gè)數(shù)為：18×

1

2

=9，鑭原子分布在六棱柱的十二個(gè)頂點(diǎn)上，以及上下底面的面心上，所以鑭原子的個(gè)數(shù)為：12×

1

3

×

1

2

+2×

1

2

=3，所以化學(xué)式為L(zhǎng)aNi₃，
故答案為：LaNi₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布、晶胞計(jì)算、化學(xué)鍵及氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響、分子結(jié)構(gòu)與雜化理論等，難度中等，需要學(xué)生全面掌握基礎(chǔ)知識(shí)，并能運(yùn)用分析解決問(wèn)題．