Question

開發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。
①基態Ti³⁺的未成對電子數有______個。
②LiBH₄由Li⁺和BH₄^—構成，BH₄^—呈正四面體構型。LiBH₄中不存在的作用力有______(填標號)。
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）金屬氫化物是具有良好發展前景的儲氫材料。
①LiH中，離子半徑：Li⁺______H^－（填“>”、“=”或“<”）。
②某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示：

M是______（填元素符號）。
（3）某種新型儲氫材料的理論結構模型如下圖所示，圖中虛線框內碳原子的雜化軌道類型有______種。

（4）分子X可以通過氫鍵形成“籠狀結構”而成為潛在的儲氫材料。X一定不是______（填標號）。
A．H₂O         B．CH₄       C．HF      D．CO(NH₂)₂

Answer 1

（13分）
（1）①1（1分）
②C（2分）
③H>B>Li（2分）
（2）①<（2分）
②Mg（2分）
（3）3（2分）
（4）B、C（2分）

試題分析：（1）、①鈦是22號元素，基態鈦原子電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，Ti—3e^—=Ti³⁺，則基態Ti³⁺的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，未成對電子數為1；②Li⁺和BH₄^—之間存在離子鍵，BH₄^—之間存在共價鍵和配位鍵，則硼氫化鋰中不存在金屬鍵；③LiBH₄中LiH同主族，LiB同周期，由元素周期律可知，則鋰元素的電負性最小，BH₄^—中硼顯+3價，氫顯—1價，說明氫的電負性比硼大，則H>B>Li；（2）、①Li⁺和H^—具有K層2電子穩定結構，核電荷數：Li>H，則原子半徑：Li⁺<H^—；②根據M的部分電離能數據推斷，M為容易失去2個電子的鎂元素；（3）、觀察可知，虛線框內碳原子雜化軌道類型有sp2雜化（五元環中的大多數碳原子）、sp3雜化（五元環中與側鏈相連的碳原子）、sp（側鏈中的碳原子）雜化三種類型；（4）、水分子中O—H鍵與相鄰水分子中電負性較大的O之間可以形成氫鍵，且形成籠狀結構；B、甲烷分子中碳元素的電負性較小，故不能形成氫鍵，也不能形成籠狀結構；C、氟化氫分子中F—H鍵與相鄰氟化氫分子中電負性較大的F之間能形成氫鍵，但是不能形成立體籠狀結構，錯誤；D、尿素中電負性較大的O、N與相鄰分子中的N—H鍵之間不僅可以形成氫鍵，而且可以形成籠狀結構。