问题标题:
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向.(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O═3CO2+6H3BNH3.请回答:①H3BNH3
问题描述:
开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向.
(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O═3CO2+6H3BNH3.请回答:
①H3BNH3中是否存在配位键______(填“是”或“否”),B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为______,CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为______.
②与(HB=NH)3互为等电子体的分子为______(填分子式)
③人工可以合成硼的一系列氢化物,其物理性质与烷烃相似,故称之为硼烷.工业上可采用LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6,该反应的化学方程式为______.
④在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式.图a为一种无限长链状结构的多硼酸根,其化学式为______,图b为硼砂晶体中阴离子,其中硼原子采取的杂化方式为______.
(2)一种铜合金具有储氢功能
①Cu2+的价层电子排布式为______.
②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是______.
③铜的单质中按ABCABC…方式堆积,设铜原子半径为a pm,则该晶体的密度为
2
2
g/cm3(阿伏伽德罗常数值为NA)
程玉武回答:
(1)①B的最外层电子数为3,能形成的3个共价键,化合物A(H3BNH3)中B与H形成3个共价键,B原子的空轨道与N原子的孤对电子形成配位键;同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,这几种元素都是第二周期元素,B、C、N、O的族序数分别是:第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族,所以它们的第一电离能大小顺序是N>O>C>B;CH4为正四面体结构键角为109°28′,H2O分子的空间结构为V形,键角为为107°,CO2的空间结构为直线形,键角为180°,所以键角由大到小的顺序为CO2>CH4>H2O;
故答案为:是;N>O>C>B;CO2>CH4>H2O;
②原子数相同,电子总数相同的分子,互称为等电子体,与(HB=NH)3互为等电子体的分子为C6H6;
故答案为:C6H6;
③LiAlH4和BCl3在一定条件下生成乙硼烷B2H6、LiCl和AlCl3,根据原子守恒配平方程式为:3LiAlH4+4BCl3=2B2H6+3LiCl+3AlCl3;
故答案为:3LiAlH4+4BCl3=2B2H6+3LiCl+3AlCl3;
④图(a)是一种链状结构的多硼酸根,从图可看出,每个BO32-单元,都有一个B,有一个O完全属于这个单元,剩余的2个O分别为2个BO32-单元共用,所以B:O=1:(1+2×12
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