Question

開發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向．
（1）Ti（BH₄）₃是一種儲氫材料，可由TiCl₄和LiBH₄反應制得．
①Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為

 

．
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^-構成，BH₄^-的空間構型是

 

，BH₄^-中B原子的雜化類型為

 

，LiBH₄中不存在的作用力有

 

 （填代號）．
a．離子鍵    b．共價鍵    c．金屬鍵    d．配位鍵
③Li、B、H元素的電負性由大到小排列順序為

 

．
（2）MgH₂也是一種儲氫材料，其晶胞結構如圖所示．已知該晶胞的體積為V cm³，則該晶體的密度為

 

g?cm^-3[用V、NA表示（NA為阿伏加德羅常數(shù)的值）]．MgH₂要密封保存，遇水會緩慢反應，反應的化學方程式為

 

．
（3）一種具有儲氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積的結構，晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中．若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結構與CaF₂的結構相似，該晶體儲氫后的化學式為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計算

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）①處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子，基態(tài)電子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特規(guī)則
②根據(jù)價層電子對互斥理論確定離子空間構型，陰陽離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間存在共價鍵，含有孤電子對的原子和含有空軌道的原子之間存在配位鍵；
③元素的非金屬性越強，其電負性越大；
（2）先根據(jù)均攤法確定該晶胞中含有的各種原子個數(shù)，從而得出其質量，據(jù)ρ=

m

V

；據(jù)氧化還原反應原理確定方程式；
（3）CaF₂的結構如圖，利用均攤法計算．

解答： 解：（1）①基態(tài)電子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特規(guī)則，Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為：3d²4s²，故答案為：3d²4s²；
②BH₄^-中B原子價層電子數(shù)=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，且不含孤電子對，所以是正四面體構型；BH₄^-中B原子是sp³雜化；Li⁺和BH^-₄之間存在離子鍵，硼原子和氫原子之間存在共價鍵、配位鍵，所以該化合物中不含金屬鍵，故選c，
故答案為：正四面體；sp³；c；
③非金屬的非金屬性越強其電負性越大，非金屬性最強的是H元素，其次是B元素，最小的是Li元素，所以Li、B、H元素的電負性由大到小排列順序為H＞B＞Li，
故答案為：H＞B＞Li；
（2）該晶胞中鎂原子個數(shù)=

1

8

=2，氫原子個數(shù)=4×

1

2

=4，則質量為2×26/N_A，據(jù)ρ=

m

V

，則該晶體的密度為

52

V×NA

g?cm^-3，氫化鎂和水反應生成氫氧化鎂和氫氣，化學方程式為：MgH₂+2H₂O=Mg（OH）₂+2H₂↑；
故答案為：

52

V×NA

g?cm^-3；MgH₂+2H₂O=Mg（OH）₂+2H₂↑
（3）CaF₂的結構如圖，根據(jù)題意知，該晶胞中銅原子個數(shù)=6×

1

2

=3，金原子個數(shù)=8×

1

8

=1，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構成的四面體空隙中，則H原子應位于晶胞內部，氫原子相當于該晶胞中的F離子，所以該晶胞中應含有8個H，所以其化學式為Cu₃AuH₈，
故答案為：Cu₃AuH₈

點評：本題考查物質結構和性質，涉及核外電子排布、雜化方式的判斷、空間構型的判斷、晶胞的計算等知識點，難點是晶胞的計算，靈活運用公式是解本題關鍵，難度中等．