Question

【題目】復(fù)合氫化物可作為儲(chǔ)氫和固體電解質(zhì)材料，在能源與材料領(lǐng)域得到了深入的研究。

如:①Mg(NH2)2 ②NaNH2 ③ H3N－BH3 ④NaAlH4 ⑤Li3AlH6

(1)復(fù)合氫化物升溫加熱可逐步分解放出氫氣，理論上單位質(zhì)量的上述復(fù)合氫化物其儲(chǔ)氫能力最低的是__________(填標(biāo)號(hào))。

(2)在Mg(NH2)2和NaNH2中均存在NH2－，NH2－的空間構(gòu)型為_________，中心原子的雜化方式為____________。

(3)H3N－BH3與水反應(yīng)生成一種鹽和H2的化學(xué)方程式：_____________________。寫(xiě)出基態(tài)B原子的價(jià)電子軌道表達(dá)式：__________________________。

(4)Li3AlH6晶體的晶胞參數(shù)為a＝b＝801.7 pm，c＝945.5 pm，α＝β＝90°、γ＝120°，結(jié)構(gòu)如圖所示：

①已知AlH63－的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為(0，0，0)、(0，0，)，(，，)，(，，)，(，，)和(，，)，晶胞中Li＋的個(gè)數(shù)為____________。

②如圖是上述Li3AlH6晶胞的某個(gè)截面，共含有10個(gè)AlH63－，其中6個(gè)已經(jīng)畫(huà)出(圖中的○)，請(qǐng)?jiān)趫D中用○將剩余的AlH63－畫(huà)出____________。

③此晶體的密度為____g·cm－3(列出計(jì)算式，已知阿伏加德羅常數(shù)約為6.02×1023mol－1)。

Answer 1

【答案】② V形 sp3雜化 H3N－BH3+2H2O = NH4BO2 +3H2 18 或

【解析】

(1)理論上單位質(zhì)量復(fù)合氫化物其儲(chǔ)氫能力即為復(fù)合氫化物中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：①M(fèi)g(NH2)2中H％為、②NaNH2中H％為、③ H3N－BH3中H％為、④NaAlH4中H％為、⑤Li3AlH6中H％為，所以儲(chǔ)氫能力最低的是②；

(2) NH2－的價(jià)層電子數(shù)為，根據(jù)VSEPR理論，NH2－的理論構(gòu)型為正四面體，因含兩對(duì)孤對(duì)電子，所以NH2－的空間構(gòu)型為V形，因價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，所以中心原子N的雜化方式為sp3雜化；

(3)根據(jù)電負(fù)性數(shù)值，H3N－BH3中氮原子上的氫原子帶正電荷，硼原子上的氫原子帶負(fù)電荷，所以H3N－BH3與水反應(yīng)時(shí)，－BH3中的氫原子與水發(fā)生歸中反應(yīng)生成氫氣，－BH3轉(zhuǎn)化為B(OH)4-（變可簡(jiǎn)寫(xiě)為BO2-），所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H3N－BH3+2H2O = NH4BO2 +3H2；

硼是第5號(hào)元素，在元素周期表中位于第二周期第ⅢA族、p區(qū)，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p1，價(jià)電子排布式為2s22p1，價(jià)電子軌道表達(dá)式為；

(4) ①根據(jù)AlH63－的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)可以判斷其在晶胞中的位置：8個(gè)在頂點(diǎn)、4個(gè)在側(cè)棱棱心、4個(gè)在晶胞體內(nèi)，由分?jǐn)偡�可得一個(gè)晶胞中含有6個(gè)AlH63－，所以一個(gè)晶胞中所含有Li+的個(gè)數(shù)為18；

②由截面的邊長(zhǎng)(801.7pm和945.5pm)可知這是過(guò)晶胞底面長(zhǎng)軸的橫截面,題目表明了這個(gè)截面中一共含有10個(gè)AlH63－ ，又畫(huà)出4個(gè)位于頂點(diǎn)、2個(gè)位于棱心的AlH63－，所以需要畫(huà)出的是4個(gè)位于晶.胞體內(nèi)的AlH63－，結(jié)合AlH63－的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，即可將缺失的AlH63－補(bǔ)充完整，得到下圖：或

③根據(jù)晶胞密度公式：，晶胞中M=54g/mol、Z=6、V=801.72945.5sin60pm3，所以該晶體的密度為。