Question

開發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。
（1）Ti(BH₄)₃是一種儲氫材料，可由TiCl₄和LiBH₄反應制得。
①基態(tài)Ti³⁺的未成對電子數(shù)有______個。
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構成，BH₄^-的等電子體是   （寫一種）。LiBH₄中不存在的作用力有___(填標號)。
A．離子鍵      B．共價鍵  C．金屬鍵     D．配位鍵
③Li、B、H元素的電負性由大到小排列順序為_          _____。
（2）金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料。
①LiH中，離子半徑：Li⁺______H^－(填“＞”、“＝”或“＜”）。
②某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示：

I1/KJ·mol-1	I2/KJ·mol-1	I3/KJ·mol-1	I4/KJ·mol-1	I5/KJ·mol-1
738	1451	7733	10540	13630

 
M是______(填元素符號）。
（3）某種新型儲氧材料的理論結構模型如下圖所示，圖中虛線框內碳原子的雜化軌道類型有____種。

（4）若已知元素電負性氟大于氧，試解釋沸點H₂O高于HF            。
分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結構”而成為潛在的儲氫材料。X—定不是______(填標號)。
A．H₂O   B．CH₄   C．HF      D．CO(NH₂)₂
（5）納米材料的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例極大，這是它具有許多特殊性質的原因。假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰好與氯化鈉晶胞的大小和形狀相同。則這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分數(shù)為     。

A．87．5％         B．92．9％       C．96．3％        D．100％

Answer 1

（1）①1(1分)②NH₄⁺(1分)；C(1分）③H＞B＞Li(1分)
（2）①＜(1分）②Mg(2分)
（3）3 (2分)
（4）H₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點高(2分)；BC (2分） （5）C (2分)

試題分析：（1）①基態(tài)Ti³⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹，其未成對電子數(shù)是1；
②價電子數(shù)、原子數(shù)分別都相等的是等電子體，則與BH₄^－互為子體的可以是CH₄或NH₄⁺；Li⁺和BH^-₄之間存在離子鍵，硼原子和氫原子之間存在共價鍵、配位鍵，所以該化合物中不含金屬鍵，故選c；
③非金屬的非金屬性越強其電負性越大，非金屬性最強的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的電負性由大到小排列順序為H＞B＞Li；
（2）①Li⁺和H^-的電子層結構相同，鋰元素的原子序數(shù)大于氫元素，所以離子半徑Li⁺＜H^-；
②根據表中數(shù)據可知該元素的第一電離能與第二電離能較小，而該元素的第III電離能劇增，則該元素屬于第IIA族，為Mg元素；
（3）根據結構圖可知，碳元素形成的化學鍵有碳碳單鍵、碳碳雙鍵和碳碳三鍵，因此碳元素的雜化軌道類型有三種即sp¹、sp²、sp³雜化。
（4）由于H₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點高；能形成的氫鍵的一般是非金屬性很強的F、O、N等元素。但氟化氫分子不能通過氫鍵形成籠狀，所以X一定不是甲烷和氟化氫，答案選BC。
（5）根據氯化鈉的晶胞可知，表面離子數(shù)是26個，而總的離子數(shù)是27個，因此這種納米顆粒的表面粒子數(shù)占總粒子數(shù)的百分數(shù)為×100%＝96．3%，答案選C。