【題目】氫化鋁鈉(NaAlH4)是一種新型輕質(zhì)儲氫材料,摻入少量Ti的NaAlH4在150℃時釋氫,在170℃、15.2 MPa條件下又重復(fù)吸氫。NaAlH4可由AlCl3和NaH在適當(dāng)條件下合成。NaAlH4的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
(1)基態(tài)Ti原子的價電子排布式為___________。
(2)NaH的熔點為800℃,不溶于有機溶劑。NaH屬于_____晶體,其電子式為______。
(3)AlCl3在178℃時升華,其蒸氣的相對分子質(zhì)量約為267,蒸氣分子的結(jié)構(gòu)式為____(標(biāo)明配位鍵)。
(4)AlH4-中,Al的軌道雜化方式為_____;列舉與AlH4-空間構(gòu)型相同的兩種離子:_____(填化學(xué)式)。
(5)NaAlH4晶體中,與Na+緊鄰且等距的AlH4-有_____個;NaAlH4晶體的密度為____g/cm3(用含a 的代數(shù)式表示)。
(6)NaAlH4的釋氫機理為:每3個AlH4-不中,有2個分別釋放出3個H原子和1個Al原子,同時與該Al原子最近的Na原子轉(zhuǎn)移到被釋放的Al原子留下的空位,形成新的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)變化由表面層擴展到整個晶體,從而釋放出氫氣。該釋氫過程可用化學(xué)方程式表示為___________。
【答案】 3d24s2 離子 sp3 NH4+或BH4— 8 3NaAlH4=Na3AlH6+2Al+3H2↑
【解析】(1)Ti原子核外電子數(shù)為22,價電子排布式為3d24s2,價電子排布圖為;
(2)NaH的熔點為800℃,不溶于有機溶劑,應(yīng)屬于離子晶體,由鈉離子與氫負(fù)離子構(gòu)成,電子式為;
(3)氯化鋁在178℃時升華,熔沸點較低,屬于分子晶體,蒸氣的相對分子質(zhì)量約為267,蒸氣分子的分子式為Al2Cl6,鋁原子最外層電子只有3個電子,形成3個共價鍵,每個鋁原子和四個氯原子形成共價鍵,且其中一個共用電子對是氯原子提供形成的配位鍵,結(jié)構(gòu)式如圖;
(4)AlH4-中Al的軌道雜化數(shù)目為4+=4,Al采取sp3雜化,為正四面體構(gòu)型,與AlH4-空間構(gòu)型相同的兩種離子為NH4+、SO42-等;
(5)根據(jù)均攤法可知,晶胞中AlH4-數(shù)目為1+8×+4×=4,Na+數(shù)目為6×+4×=4,則二者配位數(shù)為1:1,以體心的AlH4-研究,與之緊鄰且等距的Na+位于晶胞棱之間、晶胞中上面立方體左右側(cè)面面心、晶胞中下面立方體前后面的面心,與AlH4-緊鄰且等距的Na+有8個,則與Na+緊鄰且等距的AlH4-有8個;
晶胞質(zhì)量為4×g,晶胞密度為4×g÷[(a×10-7 cm)2×2a×10-7 cm]== gcm-3,若NaAlH4晶胞底心處的Na+被Li+取代,可知晶胞中Li+為1,Na+數(shù)目為3,而晶胞中AlH4-數(shù)目不變,可得化學(xué)式Na3Li[AlH4]4;
(6)NaAlH4的釋氫機理為:每3個AlH4-中,有2個分別釋放出3個H原子和1個Al原子,同時與該Al原子最近鄰的Na原子轉(zhuǎn)移到被釋放的Al原子留下的空位,根據(jù)原子守恒可知:3NaAlH4→Na3AlH6+2Al+3H2,反應(yīng)方程式為:3NaAlH4=Na3AlH6+2Al+3H2↑。
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【題目】由2-溴丙烷為主要原料制取1,2-丙二醇時,需要經(jīng)過的反應(yīng)類型是:( )
A. 加成—消去—取代B. 消去—加成—取代
C. 取代—消去—加成D. 取代—加成—消去
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【題目】下列有關(guān)元素敘述正確的是
A. 氯——“成鹽元素”,元素有毒
B. 硅——親氧元素,單質(zhì)是光導(dǎo)纖維的主要成分
C. 鋁——地殼中含量最多的金屬元素,鋁制品抗腐蝕能力較強
D. 鈦——“未來金屬”,其合金是目前用量最大、用途最廣的金屬
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【題目】六氟化硫分子呈正八面體形(如圖所示),在高電壓下仍有良好的絕緣性,在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途,但逸散到空氣中會引起溫室效應(yīng)。下列有關(guān)六氯化硫的推測正確的是
A. 六氟化硫不能燃燒
B. 六氟化硫中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
C. 六氟化硫在水中的溶解度>六氟化硫在CS2中的溶解度
D. 六氟化硫分子是極性分子
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【題目】40 ℃時水的離子積Kw=2.9×10-14,則在40 ℃時,c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液( )
A. 呈酸性B. 呈堿性C. 呈中性D. 無法判斷
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【題目】在一定條件下的定容密閉容器中,下列說法能表明反應(yīng)A(s) + 2B(g)C(g) + D(g) 已達(dá)平衡狀態(tài)的是( )
A. 混合氣體的壓強不再改變
B. 單位時間內(nèi)生成nmolA的同時,生成2nmol的B
C. C的生成速率是B的生成速率的兩倍
D. 混合氣體的密度不再改變
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【題目】下圖是某化學(xué)興趣小組探究不同條件下化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。請回答下列問題:
(1)當(dāng)電極a為Al、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為稀硫酸時,正極的電極反應(yīng)式為:________。
(2)當(dāng)電極a為Fe、電極b為Cu、電解質(zhì)溶液為濃硝酸時,該裝置_______(填“能”或“不能”)形成原電池,若不能,請說明理由,_________;若能,請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)方程式_________。
(3)燃料電池的工作原理是將燃料和氧化劑(如O2)反應(yīng)所放出的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。現(xiàn)設(shè)計一燃料電池,以電極a為正極,電極b為負(fù)極,CH4為燃料,采用酸性溶液為電解液;則CH4應(yīng)通入____________極(填a或b,下同),電子從__________極流出。電池的負(fù)極反應(yīng)方程式為:_________________________。
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【題目】氦、氖、氬、氪、氙曾被稱為惰性氣體,但后來人們也得到一些它們的化合物。其中最難得到化合物的單質(zhì)是
A. 氦 B. 氖 C. 氬 D. 氙
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