问题标题:
氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向,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
问题描述:
氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向,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.
①基态Ti2+中含有的电子数为___,电子占据的最高能级是___,该能级具有的原子轨道数为___.
②BH4-中的B原子的杂化方式是___.
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料.
①LiH中,离子半径:Li+___(填“>”“<”或“=”)H-.
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物,M的部分电离能如表所示:
738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
(3)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体.
①NH3的相对分子质量小于PH3,但NH3的沸点却远高于PH3,其原因是___.
②NH3容易和分子中有空轨道的BF3反应形成新的化合物(用“→”表示配位键),该化合物的结构式为___.
(4)2008年,Yoon等人发现Ca与C60(分子结构如图甲)生成的Ca32C60能大量吸附H2分子.
①C60晶体易溶于苯、CS2,C60是___(填“极性”或“非极性”)分子.
②1mol C60分子中,含有σ 键数目为___个.(阿伏加德罗常数数值为NA)
(5)某金属氢化物储氢材料的晶胞结构如图乙所示,该金属氢化物的化学式为___.已知该晶体的密度为a g•cm-3,金属元素R的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数数值为NA,则该晶胞的体积为___cm3.
谷瑞军回答:
(1)①Ti是22号元素其原子核外有22个电子,Ti原子失去两个电子生成Ti2+,所以基态Ti2+中含有的电子数为20;该离子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d电子,电子占据的最高能级是3d能级,该能级具有的原子轨道数为5;
故答案为:20;3d;5;
②BH4-中B原子价层电子对个数是4且不含孤对电子对,根据价层电子对互斥理论知B原子的杂化方式为sp3,
故答案为:sp3;
(2)①电子层结构相同的离子,离子半径随着原子序数增大而减小,所以离子半径:Li+<H-,
故答案为:<;
②根据表中数据知,M原子核外有2个电子,位于第IIA族,在化合物中呈现+2价,为Mg元素,H为-1价,该化合物化学键为MgH2,
故答案为:MgH2;
(3)①结构相似的氢化物,含有氢键的物质熔沸点较高,氨气分子和膦分子结构相似,但氨气中含有氢键,导致熔沸点升高,
故答案为:氨气分子之间可以形成氢键;
②NH3容易和分子中有空轨道的BF3反应形成新的化合物,N原子和B原子之间存在配位键,其结构式为,
故答案为:;
(4)①非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂,C60晶体易溶于苯、CS2,C60是非极性分子,故答案为:非极性;
②根据图知,每个C原子含有σ键个数=12
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