Question

【題目】科學(xué)家預(yù)測(cè)21世紀(jì)中葉將進(jìn)入“氫能經(jīng)濟(jì)”時(shí)代，下列物質(zhì)都是具有廣闊應(yīng)用前景的儲(chǔ)氫材料。回答下列問(wèn)題：

(1)Zr(鋯)在元素周期表中位于第五周期，與鈦同族，基態(tài)Zr的價(jià)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(fù)性最大的是_____ (填元素符號(hào))。

(3)咔唑()的沸點(diǎn)比芴()高的主要原因是________。

(4)①NH3BH3 (氨硼烷，熔點(diǎn)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(guò)_________測(cè)定該分子的立體構(gòu)型。

②NH3BH3可通過(guò)環(huán)硼氨烷、CH4與H2O進(jìn)行合成，鍵角： CH4______H2O (填“> "或“<")，原因是________。

(5)MgH2晶體屬四方品系，結(jié)構(gòu)如圖，晶胞參數(shù)a =b= 450pm， c= 30lpm，原子坐標(biāo)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(jì)算表達(dá)式)

②用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，MgH2晶體中氫的密度是標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣密度的_____倍(列出計(jì)算表達(dá)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(wú)孤電子對(duì)，H2O中有兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)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(tài)Zr的價(jià)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(fù)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(fù)性由小變大Li<N；

（3）由咔唑分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知含有咔唑分子間存在N和H的氫鍵，熔沸點(diǎn)較高；

（4）①NH3BH3熔點(diǎn)較低，則NH3BH3為分子晶體；依據(jù)中心原子價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷B的雜化類型；可通過(guò)紅外光譜測(cè)定該分子的立體構(gòu)型；

（5）①利用空間幾何計(jì)算AB的距離=Mg2+的半徑+H+的半徑；②利用均攤法計(jì)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(jù)核外電子排布規(guī)律寫出基態(tài)Zr的價(jià)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(fù)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(fù)性由小變大Li<N，故答案為：Li；N；

（3）由咔唑分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知含有咔唑分子間存在N和H的氫鍵，熔沸點(diǎn)較高，故答案為：咔唑分子間存在氫鍵；

（4）①NH3BH3熔點(diǎn)較低，則NH3BH3為分子晶體；NH3BH3中B原子含有3個(gè)σ鍵，1對(duì)孤電子對(duì)，則雜化類型為sp3雜化；可通過(guò)紅外光譜測(cè)定該分子的立體構(gòu)型，故答案為：sp3；紅外光譜；

②中心原子孤電子對(duì)越多鍵角越小，CH4和H2O均屬于sp3雜化，CH4中無(wú)孤電子對(duì)，H2O中有兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)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(wú)孤電子對(duì)，H2O中有兩對(duì)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)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(jì)算AB的距離==Mg2+的半徑+H+的半徑，則H+的半徑=；②晶胞中H+個(gè)數(shù)為，則晶胞中氫的密度或 ，故答案為：； 或 。