Question

【題目】新型儲氫材料是開發利用氫能源的關鍵因素。請回答下列問題：

(1)可以通過氫鍵形成“籠狀結構”而成為潛在儲氫材料的是_________(填標號)。

A．CH4 B．H2O C．HF D．H2S

(2)Ti(BH4)3是一種新型儲氫材料。

①基態Ti3+的未成對電子數有______個。

②BH4-的空間構型是_________，其中B原子的雜化軌道類型為__________。

③寫出一個與BH4-互為等電子體的物質的化學式_________。

④B、C、N、O的第一電離能由大到小順序為_________。

(3)鐵鎂合金是目前已發現的儲氫密度最高的材料之一

①亞鐵離子基態核外電子排布式為__________。

②鎂的電離能數據為：I1=738 kJ·mol-1，I2=1451 kJ·mol-1，I3=7733 kJ·kJ·mol-1，I4=10540 kJ·mol-1，I3>>I2的原因是________。

③鐵單質有兩種堆積方式，如圖1和圖2所示，邊長分別為a、b，二者密度之比為________。

Answer 1

【答案】B 1 正四面體 sp3 CH4 N>O>C>B 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 Mg失去2個電子后達到8電子穩定狀態，故I3>>I2 b3:2a3

【解析】

（1）“可燃冰”甲烷水合物就是甲烷分子固定在水分子通過氫鍵形成的籠狀結構中，由此推斷出，該籠狀結構也有可能儲存氫氣，故選B；

（2）①基態Ti原子的價電子排布為3d24s2，變為Ti3+后價電子為3d1，只有一個未成對電子，故答案為：1；②根據價層電子對互斥理論，BH4-中B有4個價電子，形成了4個σ鍵，沒有孤電子對，所以空間構型為：正四面體形；B原子的雜化軌道類型為sp3，故答案為：正四面體；sp3；③與BH4-互為等電子體的物質應該是5個原子，共有8個價電子，符合的物質有：CH4，故答案為：CH4；

④N原子為半充滿結構，第一電離能比O大，故B、C、N、O的第一電離能由大到小順序為：N>O>C>B；

（3）①鐵失去2個最外層電子變為亞鐵離子，亞鐵離子基態核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；②Mg最外層有2個電子，Mg失去2個電子后達到8電子穩定狀態，故I3>>I2；③由圖1

可知a晶胞中包含了2個Fe原子，故a的密度為；b晶胞中包含了4個Fe原子，故b的密度為；密度之比；故答案為： 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；Mg失去2個電子后達到8電子穩定狀態，故I3>>I2；b3:2a3。