Question

【題目】新型儲氫材料是開發(fā)利用氫能源的關(guān)鍵因素。請回答下列問題：

(1)可以通過氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在儲氫材料的是_________(填標(biāo)號)。

A．CH4 B．H2O C．HF D．H2S

(2)Ti(BH4)3是一種新型儲氫材料。

①基態(tài)Ti3+的未成對電子數(shù)有______個(gè)。

②BH4-的空間構(gòu)型是_________，其中B原子的雜化軌道類型為__________。

③寫出一個(gè)與BH4-互為等電子體的物質(zhì)的化學(xué)式_________。

④B、C、N、O的第一電離能由大到小順序?yàn)?/span>_________。

(3)鐵鎂合金是目前已發(fā)現(xiàn)的儲氫密度最高的材料之一

①亞鐵離子基態(tài)核外電子排布式為__________。

②鎂的電離能數(shù)據(jù)為：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鐵單質(zhì)有兩種堆積方式，如圖1和圖2所示，邊長分別為a、b，二者密度之比為________。

Answer 1

【答案】B 1 正四面體 sp3 CH4 N>O>C>B 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 Mg失去2個(gè)電子后達(dá)到8電子穩(wěn)定狀態(tài)，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過氫鍵形成的籠狀結(jié)構(gòu)中，由此推斷出，該籠狀結(jié)構(gòu)也有可能儲存氫氣，故選B；

（2）①基態(tài)Ti原子的價(jià)電子排布為3d24s2，變?yōu)?/span>Ti3+后價(jià)電子為3d1，只有一個(gè)未成對電子，故答案為：1；②根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論，BH4-中B有4個(gè)價(jià)電子，形成了4個(gè)σ鍵，沒有孤電子對，所以空間構(gòu)型為：正四面體形；B原子的雜化軌道類型為sp3，故答案為：正四面體；sp3；③與BH4-互為等電子體的物質(zhì)應(yīng)該是5個(gè)原子，共有8個(gè)價(jià)電子，符合的物質(zhì)有：CH4，故答案為：CH4；

④N原子為半充滿結(jié)構(gòu)，第一電離能比O大，故B、C、N、O的第一電離能由大到小順序?yàn)椋?/span>N>O>C>B；

（3）①鐵失去2個(gè)最外層電子變?yōu)閬嗚F離子，亞鐵離子基態(tài)核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；②Mg最外層有2個(gè)電子，Mg失去2個(gè)電子后達(dá)到8電子穩(wěn)定狀態(tài)，故I3>>I2；③由圖1

可知a晶胞中包含了2個(gè)Fe原子，故a的密度為；b晶胞中包含了4個(gè)Fe原子，故b的密度為；密度之比；故答案為： 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；Mg失去2個(gè)電子后達(dá)到8電子穩(wěn)定狀態(tài)，故I3>>I2；b3:2a3。