Question

【題目】I．氫能的存儲(chǔ)是氫能應(yīng)用的主要瓶頸，配位氫化物、富氫載體化合韌是目前所采用的主要儲(chǔ)氫材料。

（1）Ti（BH4）2是一種過(guò)渡元素硼氫化物儲(chǔ)氫材料。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_____；

（2）液氨是富氫物質(zhì)，是氫能的理想載體，利用實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說(shuō)法正確的是________；

a．NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化

b．NH4+與PH4+、CH4、BH4-、ClO4-互為等電子體

c．相同壓強(qiáng)時(shí)，NH3的沸點(diǎn)比PH3的沸點(diǎn)高

d．[Cu（NH3）4]2+離子中，N原子是配位原子

（3）已知NF3與NH3的空間構(gòu)型相同，但NF3不易與Cu2+形成配離子，其原因是________；

II．氯化鈉是生活中的常用調(diào)味品，也是結(jié)構(gòu)化學(xué)中研究離子晶體時(shí)常用的代表物，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

（1）設(shè)氯化鈉晶體中Na+與跟它最近鄰的Cl-之間的距離為r，則該Na+與跟它次近鄰的C1-個(gè)數(shù)為______，該Na+與跟它次近鄰的Cl—之間的距離為_____；

（2）已知在氯化鈉晶體中Na+的半徑為以a pm，Cl-的半徑為b pm，它們?cè)诰?/span>

體中是緊密接觸的，則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為_____；（用含a、b的式子袁示）

（3）納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例很大，這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞的10倍，則該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為________________。

Answer 1

【答案】M 9 cd N、F、H三種元素的電負(fù)性為F＞ N＞H，在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對(duì)難于與Cu2＋形成配位鍵 8 r 26％ 或

【解析】

Ⅰ．（1）Ti原子核外有22個(gè)電子，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2，在基態(tài)Ti2+中，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，對(duì)應(yīng)能層分別為K、L、M，其中能量最高的是最外層M層，該能層有s、p、d三個(gè)能級(jí)，s能級(jí)有1個(gè)軌道，p能級(jí)有3個(gè)軌道，d能級(jí)有5個(gè)軌道，所以共有9個(gè)原子軌道。

（2）a．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，故錯(cuò)誤。

b．等電子體是指具有相同的價(jià)電子數(shù)目和原子數(shù)目的分子或離子，NH4+與BH4-、ClO4-原子數(shù)目相同，但是其價(jià)電子數(shù)目不同，所以不是等電子體，故錯(cuò)誤。

c．相同壓強(qiáng)時(shí)，氨氣分子間存在氫鍵，PH3分子間不存在氫鍵，所以NH3沸點(diǎn)比PH3高，故正確；

d．．[Cu(NH3)4]2+離子中，N原子提供孤電子對(duì)，所以N原子是配位原子，故正確。

所以選cd 。

（3）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，所以NH3中共用電子對(duì)偏向N，而在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子，故答案為：F的電負(fù)性比N大，N-F成鍵電子對(duì)向F偏移，導(dǎo)致NF3中N原子核對(duì)其孤對(duì)電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2+形成配離子（或者N、F、H三種元素的電負(fù)性：F＞N＞H，在NF3中，共用電子對(duì)偏向F，偏離N原子使得氮原子上的孤對(duì)電子難于與Cu2+形成配位鍵．）；

Ⅱ．（1）氯化鈉晶體中，，從圖中可以看出，鈉離子在體心和棱心位置，氯離子在頂點(diǎn)和面心位置，Na+與跟它最近鄰的C1-（也就是圖中晶胞大立方體中的8個(gè)頂點(diǎn)小白圈 ）個(gè)數(shù)為8個(gè)，該Na+與跟它最近鄰的Cl-之間的距離也就是邊長(zhǎng)為r的小立方體的體對(duì)角線，也就是r 。

（2）晶胞為面心立方，一個(gè)氯化鈉晶胞中有4個(gè)Na＋和Cl-，這個(gè)正方體的邊長(zhǎng)是2(a＋b)pm，體積是8(a＋b)3pm3，一個(gè)Na＋體積是pm3，一個(gè)Cl-體積是pm3，4個(gè)Na＋和Cl－體積是pm3，氯化鈉晶體中離子的空間利用率為×100%＝。

（3）由NaCl的晶胞圖可知，NaCl的晶胞為正立方體結(jié)構(gòu)，立方體的體心只有一個(gè)Na＋，而其它的離子都處在立方體的面上，邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞邊長(zhǎng)的10倍的氯化鈉顆粒中總原子數(shù)為21的立方，而其內(nèi)部的總原子數(shù)為19的立方（立方體相對(duì)的兩個(gè)面上各被剝?nèi)チ艘粚釉�子，所以整個(gè)邊長(zhǎng)相當(dāng)于是減少了2，所以是19），所以該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為＝26％，另外列一種比較直觀明了的解法： 由于立方體中的總原子數(shù)為n3（n為棱上原子數(shù)） 因此邊長(zhǎng)為氯化鈉晶胞邊長(zhǎng)的10倍的氯化鈉顆粒中總原子數(shù)為213，而其內(nèi)部的總原子數(shù)為193（相當(dāng)于將外面剝掉一層），所以其表面的原子數(shù)為213-193。表面原子占總原子數(shù)的百分?jǐn)?shù)： =26%。