氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,目前所采用或正在研究的主要储氢材料有:配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼
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氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,目前所采用或正在研究的主要储氢材料有:配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。 (1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。 ①Ti2+基态的电子排布式可表示为 。 ②BH—4的空间构型是 (用文字描述)。 (2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用N2+3H22NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是 (多项选择)。 a.NH3分子中N原子采用sp3杂化 b.相同压强时,NH3沸点比PH3高 c.[Cu(NH3)4]2+离子中,N原子是配位原子 d.CN—的电子式为: (3)2008年,Yoon等人发现Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。
①C60晶体易溶于苯、CS2,说明C60是 分子(选填:“极性”、“非极性”); ②1mol C60分子中,含有σ键数目为 。 (4)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞结构如图所示,已知该晶体的密度ag·cm-3,则晶胞的体积为 cm3[用a、NA表示阿伏加德罗常数]。
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答案
(1)①1s22s22p63s23p63d2(或[Ar]3d2) ②正四面体 (2)abcd (3) ①非极性 ②90NA或5.418×1024 (4)52/aNA |
解析
试题分析:(1)BH4-中心原子杂化方式为sp3,故空间构型为正四面体;(2)a、NH3分子中N原子价电子对数为(5+3)/2=4,故采用sp3杂化,正确;b、NH3分子间存在氢键,故熔沸点较高,正确;c、[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu是中心原子,N原子是配位原子,正确;d、CN—与氮气为等电子体,电子式同氮气的电子式,正确。(3)相似相溶是分子晶体的性质,苯和二硫化碳是非极性分子,故其为分子晶体;采用均摊法计算σ键数目:1个碳原子形成3个σ键,每个σ键2个碳原子公用,故有60×3×1/2=90;(4)计算出晶胞的质量,再根据密度即可求出晶胞的体积。晶胞中含有MgH2微粒数为2个:Mg 8×1/8+1=2 H 4×1/2+2=4,列式为2/NA=va/26 v=52/aNAcm3 |
举一反三
铁、钴、镍为第四周期第Ⅷ族元素,它们的性质非常相似,也称为铁系元素。 (1)铁、钴、镍都是很好的配位化合物形成体。 ①在过量氨水中易转化为。写出的价层电子排布图____。 中的配位数为____:NH3分子的中心原子杂化方式为____。 H2O分子的立体构型为__________。 ②铁、镍易与一氧化碳作用形成羰基配合物,如:等。CO与N2属于等电子体,则CO分子中键和键数目比为____,写出与CO互为等电子体的一种阴离子的离子符号____。 (2)+2价和+3价是Fe、Co、Ni等元素常见化合价。NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO____FeO(选填“<”“>”“=”); 某种天然Nio晶体存在如图所示缺陷:一个Niz+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈屯中性。某氧化镍样品组成为O.该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为____。
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氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题: (1)基态氮原子的价电子排布式是 。 (2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是 。 (3)(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。 ①N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。 ②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(1)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=" —103" 8.7kJ.mol—1 若该反应中有4mol N—H键断裂,则形成的键有 mol。 ③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4,N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在 (填标号) a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 (4)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,在与石墨结构相似的六方氮化硼晶钵中,层内B原子与N原子之间的化学键为___ 。 (5)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为3.615×l0—10m,立方氮化硼晶胞中含有 个氮原子、 个硼原子,立方氮化硼的密度是 g.cm一3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA) |
粉煤灰是燃煤电厂的工业废渣,其中含莫来石(Al6Si2O13)的质量分数为38%,还有含量较多的SiO2。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4,有关化学反应方程式:Al6Si2O13+3Na2CO3 →2NaAlSiO4 + 4NaAlO2+3CO2↑,结合上述反应完成下列填空: (1)上述反应所涉及的元素中,原子核外电子数最多的元素在周期表中的位置是________________,其氧化物属于 晶体。 (2)上述元素中有三种元素在元素周期表中处于相邻位置,其原子半径从大到小的顺序为 > >(用元素符号表示)。 (3)二氧化碳分子的空间构型为 型。 (4)上述元素中有两种元素是同一主族,可以作为判断两者非金属性强弱的依据的是(填编号)。 a.该两种原子形成的共价键中共用电子对的偏向 b.最高价氧化物熔沸点高低 c.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 d.单质与酸反应的难易程度 |
元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。 Ⅰ.第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。 镓(31Ga)的基态电子排布式是_________________________________________; 31Ga的第一电离能却明显低于30Zn,原因是______________________________________; Ⅱ.第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。 (1)CO和NH3可以和很多过渡金属形成配合物。CO与N2互为等电子体,CO分子中C原子上有一孤电子对,C、O原子都符合8电子稳定结构,则CO的结构式可表示为________________。NH3 分子中N原子的杂化方式为_______杂化,NH3分子的空间立体构型是____________。 (2)向盛有硫酸铜水溶液的试管中加氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,向该溶液中加乙醇,析出深蓝色晶体。蓝色沉淀先溶解,后析出的原因是:__________________________________________(用相关的离子方程式和简单的文字说明加以解释) (3)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是________。
(4)图乙为一个金属铜的晶胞,此晶胞立方体的边长为acm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度 为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为________ mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。 |
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGs(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。 (1)亚铜离子(Cu+)基态时的价电子排布式表示为 。 (2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为 (用元素符号表示)。 (3)Cu晶体的堆积方式是 (填堆积名称),其配位数为 ;往Cu的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是_____A.[Cu (NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 | B.在[Cu(NH3)4 ]2+中Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道 | C.[Cu (NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素 | D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为正四面体 | (4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)溶于水显弱酸性,但它却只是一元酸,可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。 ①H3BO3中B的原子杂化类型为 ; ②写出硼酸在水溶液中的电离方程式 。 (5)硅与碳是同一主族元素,其中石墨为混合型晶体,已知石墨的层 间距为335pm,C-C键长为142pm,计算石墨晶体密度(要求写出计算过程,得出结果保留三位有效数字,NA为6.02×1023mol-1)
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