Question

6．開(kāi)發(fā)新型儲(chǔ)氫材料是氫能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH₄）₃是一種儲(chǔ)氫材料，可由TiCl₄和LiBH₄反應(yīng)制得．
①基態(tài)Ti³⁺的未成對(duì)電子數(shù)有1個(gè)．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構(gòu)成，BH₄^-的等電子體是NH₄⁺（寫(xiě)一種）．LiBH₄中不存在的作用力有C（填標(biāo)號(hào)）．
A．離子鍵         B．共價(jià)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?yàn)開(kāi)H＞B＞Li．
（2）金屬氫化物是具有良好發(fā)展前景的儲(chǔ)氫材料．
①LiH中，離子半徑：Li⁺＜H^-（填“＞”、“=”或“＜”）．
②某儲(chǔ)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(hào)）．
（3）某種新型儲(chǔ)氧材料的理論結(jié)構(gòu)模型如圖所示，圖中虛線框內(nèi)碳原子的雜化軌道類(lèi)型有3種．
（4）若已知元素電負(fù)性氟大于氧，試解釋沸點(diǎn)H₂O高于HFH₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點(diǎn)高．
分子X(jué)可以通過(guò)氫鍵形成“籠狀結(jié)構(gòu)”而成為潛在的儲(chǔ)氫材料．X一定不是BC（填標(biāo)號(hào)）．
A．H₂O           B．CH₄            C．HF          D．CO（NH₂）₂
（5）鉀、鎂、氟形成的某化合物的晶體結(jié)構(gòu)為K⁺在立方晶胞的中心，Mg²⁺在晶胞的8個(gè)頂角，F(xiàn)^-處于晶胞的棱邊中心．由鉀、鎂、氟形成的該化合物的化學(xué)式為KMgF₃，每個(gè)K⁺與12個(gè)F^-配位．

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(duì)電子數(shù)；
②具有相同的電子數(shù)和原子數(shù)的微�；�為等電子體；陰陽(yáng)離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間存在共價(jià)鍵，含有孤電子對(duì)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(qiáng)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)的增大而減小；
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(lèi)型判斷；
（4）分子間氫鍵數(shù)目越多，則沸點(diǎn)越高；CH₄分子間沒(méi)有氫鍵，HF分子間只能形成鏈狀結(jié)構(gòu)；
（5）利用均攤法計(jì)算該化合物的化學(xué)式，K⁺ 處于晶胞中心，只有一個(gè)，F(xiàn)^-處于晶胞棱邊中心，共有12個(gè)．

解答 解：（1）①基態(tài)Ti³⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹，其未成對(duì)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(jià)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(qiáng)其電負(fù)性越大，非金屬性最強(qiáng)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?yàn)镠＞B＞Li，
故答案為：H＞B＞Li；
（2）①Li⁺和H^-的電子層結(jié)構(gòu)相同，鋰元素的原子序數(shù)大于氫元素，所以離子半徑Li⁺＜H^-，故答案為：＜；
②該元素的第III電離能劇增，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(lèi)型分別為sp³雜化、sp²雜化、sp雜化，所以雜化軌道類(lèi)型有3種；
故答案為：3；
（4）分子間氫鍵數(shù)目越多，則沸點(diǎn)越高，已知H₂O分子間氫鍵數(shù)比HF多，所以H₂O沸點(diǎn)高；CH₄分子間沒(méi)有氫鍵不能形成“籠狀結(jié)構(gòu)”，每個(gè)HF只能形成2個(gè)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(diǎn)高；BC；
（5）鉀、鎂、氟形成的某化合物的晶體結(jié)構(gòu)為K⁺在立方晶胞的中心，Mg²⁺在晶胞的8個(gè)頂角，F(xiàn)^-處于晶胞的棱邊中心，根據(jù)均攤法可知，每個(gè)晶胞含有Mg²⁺：8×$\frac{1}{8}$8=1個(gè)，K⁺：1個(gè)，F(xiàn)^-：12×$\frac{1}{4}$=3個(gè)，故化學(xué)式為KMgF₃，K⁺ 處于晶胞中心，只有一個(gè)，F(xiàn)^-處于晶胞棱邊中心，共有12個(gè)，故每個(gè)K⁺與12個(gè)F^-配位．
故答案為：KMgF₃；12．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、晶胞的結(jié)構(gòu)分析、雜化類(lèi)型的判斷，會(huì)根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)原子或離子核外電子排布式，題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，難度較大．