Question

【題目】科學家預測21世紀中葉將進入“氫能經濟”時代，下列物質都是具有廣闊應用前景的儲氫材料。回答下列問題：

(1)Zr(鋯)在元素周期表中位于第五周期，與鈦同族，基態Zr的價層電子排布式為_______。

(2)亞氨基鋰(Li2NH) 所含元素第一電離能最小的是____ ，電負性最大的是_____ (填元素符號)。

(3)咔唑()的沸點比芴()高的主要原因是________。

(4)①NH3BH3 (氨硼烷，熔點104℃)與乙烷互為等電子體。NH3BH3的晶體類型為____。其中B的雜化類型為____，可通過_________測定該分子的立體構型。

②NH3BH3可通過環硼氨烷、CH4與H2O進行合成，鍵角： CH4______H2O (填“> "或“<")，原因是________。

(5)MgH2晶體屬四方品系，結構如圖，晶胞參數a =b= 450pm， c= 30lpm，原子坐標為A(0，0，0)、B(0.305，0.305，0)、C(1，1，1)、D(0.195，0.805，0.5)。

①Mg2+的半徑為72pm，則H+的半徑為______pm (列出計算表達式)

②用NA表示阿伏加德羅常數，MgH2晶體中氫的密度是標準狀況下氫氣密度的_____倍(列出計算表達式，氫氣密度為0.089g·L-1)。

Answer 1

【答案】4d25s2 Li N 咔唑分子間存在氫鍵 分子晶體 sp3 紅外光譜 ＞ CH4中無孤電子對，H2O中有兩對孤電子對，孤電子對與σ鍵之間的排斥力大于σ 鍵之間的排斥力，使得CH4中的鍵角比H2O 中的鍵角大 或

【解析】

（1）Zr(鋯)在元素周期表中位于第五周期，與鈦同族，屬于ⅣB族，則基態Zr的價層電子排布式為；

（2）Li和H屬于同主族，第一電離能由大變小，H>Li，電負性由小變大H<Li ；Li和N屬于同周期，第一電離能由小變大Li<N， 電負性由小變大Li<N；

（3）由咔唑分子結構簡式可知含有咔唑分子間存在N和H的氫鍵，熔沸點較高；

（4）①NH3BH3熔點較低，則NH3BH3為分子晶體；依據中心原子價層電子對互斥理論判斷B的雜化類型；可通過紅外光譜測定該分子的立體構型；

（5）①利用空間幾何計算AB的距離=Mg2+的半徑+H+的半徑；②利用均攤法計算晶胞中氫密度。

（1）Zr(鋯)在元素周期表中位于第五周期，與鈦同族，屬于ⅣB族，依據核外電子排布規律寫出基態Zr的價層電子排布式為4d25s2，故答案為：4d25s2；

（2）Li和H屬于同主族，第一電離能由大變小，H>Li，電負性由小變大H<Li ；Li和N屬于同周期，第一電離能由小變大Li<N， 電負性由小變大Li<N，故答案為：Li；N；

（3）由咔唑分子結構簡式可知含有咔唑分子間存在N和H的氫鍵，熔沸點較高，故答案為：咔唑分子間存在氫鍵；

（4）①NH3BH3熔點較低，則NH3BH3為分子晶體；NH3BH3中B原子含有3個σ鍵，1對孤電子對，則雜化類型為sp3雜化；可通過紅外光譜測定該分子的立體構型，故答案為：sp3；紅外光譜；

②中心原子孤電子對越多鍵角越小，CH4和H2O均屬于sp3雜化，CH4中無孤電子對，H2O中有兩對孤電子對，孤電子對與σ鍵之間的排斥力大于σ 鍵之間的排斥力，使得CH4中的鍵角比H2O 中的鍵角大，故答案為：＞；CH4中無孤電子對，H2O中有兩對孤電子對，孤電子對與σ鍵之間的排斥力大于σ 鍵之間的排斥力，使得CH4中的鍵角比H2O中的鍵角大；

（5）①利用空間幾何計算AB的距離==Mg2+的半徑+H+的半徑，則H+的半徑=；②晶胞中H+個數為，則晶胞中氫的密度或 ，故答案為：； 或 。