Question

15．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(yīng)制得．
①基態(tài)Ti³⁺的未成對電子數(shù)有1個．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構(gòu)成，BH₄^-的等電子體是NH₄⁺（寫一種）．LiBH₄中不存在的作用力有C（填標(biāo)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(fù)性由大到小排列順序為_H＞B＞Li．
（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Mg（填元素符號）．
（3）某種新型儲氧材料的理論結(jié)構(gòu)模型如圖1所示，圖中虛線框內(nèi)碳原子的雜化軌道類型有3種．

（4）若已知元素電負(fù)性氟大于氧，試解釋沸點H₂O高于HFH₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點高．
分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在的儲氫材料．X一定不是BC（填標(biāo)號）．
A．H₂O  B．CH₄ C．HF  D．CO（NH₂）₂
（5）圖2中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(zhì)的原因．假設(shè)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?jǐn)?shù)為C．
A．87.5%B．92.9%
C．96.3%D．100%

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)基態(tài)Ti³⁺的核外電子排布式確定其未成對電子數(shù)；
②具有相同的電子數(shù)和原子數(shù)的微粒互為等電子體；陰陽離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間存在共價鍵，含有孤電子對的原子和含有空軌道的原子之間存在配位鍵；
③非金屬的非金屬性越強，其電負(fù)性越大；
（2）①電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，其離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減��；
②該元素的第III電離能劇增，則該元素屬于第IIA族；
（3）根據(jù)C原子是成鍵類型判斷；
（4）分子間氫鍵數(shù)目越多，則沸點越高；CH₄分子間沒有氫鍵，HF分子間只能形成鏈狀結(jié)構(gòu)；
（5）根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)計算納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比．

解答 解：（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；
故答案為：1；
②具有相同的電子數(shù)和原子數(shù)的微�；�為等電子體，則BH₄^-的等電子體為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；
故答案為：NH₄⁺；C；
③非金屬的非金屬性越強其電負(fù)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(fù)性由大到小排列順序為H＞B＞Li，
故答案為：H＞B＞Li；
（2）①Li⁺和H^-的電子層結(jié)構(gòu)相同，Li的原子序數(shù)大于H，所以離子半徑：Li⁺＜H^-；
故答案為：＜；
②該元素的第III電離能劇增，最外層電子數(shù)為2，則該元素屬于第IIA族，為Mg元素；
故答案為：Mg；
（3）圖中虛線框內(nèi)碳原子之間的化學(xué)鍵有C-C、C=C、C≡C，其雜化類型分別為sp³雜化、sp²雜化、sp雜化，所以雜化軌道類型有3種；
故答案為：3；
（4）分子間氫鍵數(shù)目越多，則沸點越高，已知H₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點高；CH₄分子間沒有氫鍵不能形成“籠狀結(jié)構(gòu)”，每個HF只能形成2個氫鍵，所以HF分子間只能形成鏈狀結(jié)構(gòu)，
故答案為：H₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點高；BC；
（5）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Na⁺，而其它的離子都處在立方體的面上，晶胞中的總原子數(shù)為27個，而表面上就有26個，故“NaCl”納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比為$\frac{26}{27}$×%=96.3%，故選C．

點評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、晶胞的結(jié)構(gòu)分析，會根據(jù)構(gòu)造原理書寫原子或離子核外電子排布式，題目涉及的知識點較多，難度較大．