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、富氫載體化合物是目前所采用的主要儲(chǔ)氫材料。

(1)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲(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N2＋3H22NH3實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫和輸氫。下列說法正確的是________。

a．NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化

b．NH與PH、CH4、BH、ClO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＋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，則與Na＋次近鄰的Cl－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a pm，Cl－的半徑為b pm，它們在晶體中是緊密接觸的，則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為________。(用含a、b的式子表示)

(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】 Ⅰ.(1)M 9 (2)cd

(3)N、F、H三種元素的電負(fù)性為F>N>H，在NF3中，共用電子對偏向氟原子，偏離氮原子，使得氮原子上的孤電子對難以與Cu2＋形成配位鍵

Ⅱ.(1)8 r (2) ××100%

(3)26%或×100%

【解析】Ⅰ.(1)基態(tài)Ti2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，電子占據(jù)的最高能層為M層，該能層有s、p、d三個(gè)能級，具有1＋3＋5＝9個(gè)原子軌道。(2)NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp3雜化，a錯(cuò)誤；NH中共有8個(gè)價(jià)電子，但ClO中價(jià)電子共有32個(gè)，因價(jià)電子總數(shù)不相等，因此它與NH不互為等電子體，故b錯(cuò)誤；NH3能形成分子間氫鍵，使其沸點(diǎn)高于PH3，c正確；[Cu(NH3)4]2＋中，Cu原子核外有空軌道，而N原子核外有孤對電子，故N原子是配位原子，d正確。Ⅱ.(1)根據(jù)氯化鈉晶胞結(jié)構(gòu)可知與Na＋次近鄰的Cl－共有8個(gè)。晶胞面對角線的長度為r，所求距離為晶胞體對角線的長度，為＝r。

(2)晶胞邊長＝2(a＋b)pm，晶胞體積V＝[2(a＋b)]3pm3；1個(gè)晶胞中有4個(gè)NaCl，則離子體積V′＝[4×πa3＋4×πb3]pm3，所以離子的空間利用率為×100%＝××100%。

(3)若立方體氯化鈉顆粒邊長為氯化鈉晶胞的10倍，則立方體氯化鈉顆粒的棱上有21個(gè)原子(10個(gè)Cl－和11個(gè)Na＋)，那么該立方體的原子總數(shù)為213＝9 261。而該立方體的每條棱的相應(yīng)里面一層(緊靠)的棱上有19個(gè)原子(10個(gè)Cl－和9個(gè)Na＋)，即該立方體中有193＝6 859個(gè)原子處于立方體內(nèi)部，所以該立方體表面原子個(gè)數(shù)為：213－193＝2 402，因而表面原子占總原子數(shù)的百分比為×100%≈26%。