I.氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。
(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用2NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是 。
a.NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化 b.电负性顺序:C<N<O<F
c.由于氨分子间存在氢键,所以稳定性:NH3>PH3 d.[Cu(NH3)4]2+中N原子是配位原子
(3)已知NF3与NH3的空间构型相同,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。
Ⅱ.氯化钠是生活中的常用调味品,也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物,其晶胞结构如图所示:
(1)设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl-之间的距离为r,则该Na+与跟它次近邻的Cl-的个数为 ,该Na+与跟它次近邻的Cl-之间的距离为 。
(2)已知在氯化钠晶体中Na+的半径为a pm,Cl-的半径为b pm,它们在晶体中是紧密接触的,则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为 (用含a、b的式子表示)。
(3)硅与碳是同主族元素,其中石墨为混合型晶体,已知石墨的层间距为335 pm,C--C键长为142 pm,则石墨晶体密度约为 (列式并计算,结果保留三位有效数字,NA为6.02×1023 mol-)。
锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O
(1)与NH3互为等电子体的分子、离子有________、________(各举一例)。
(2)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,则1 mol CN-中含有的π键的数目为________;若此离子与[Cu(H2O)4]2+结构相似,则此离子的空间构型为 。
(3)Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为________。
(4) 甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内的O-C-H键角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O-C-H键角;甲醇易溶于水的原因是 。
(5) 金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用,一种金属镁酞菁配合物的结构如图所示,其中N原子的杂化方式为 ,在如图的方框内请在图中用箭头表示出配位键。
A~G是前四周期除稀有气体之外原子序数依次增大的七种元素。A与其他元素既不同周期又不同族;B、C的价电子层中未成对电子数都是2;E核外的s、p能级的电子总数相等;F与E同周期且第一电离能比E小;G的+1价离子(G+)的各层电子全充满。回答下列问题:
(1)B的核外电子有 种空间运动状态;写出F的外围电子排布图: 。
(2)根据等电子体原理,写出B22-离子的电子式: 。
(3)根据价层电子对互斥理论(VSEPR)推测:A2C的VSEPR模型名称: 。
(4)在测定A、D形成的化合物的相对分子质量时,实验测定值一般高于理论值的主要原因是 。
(5)C、Si为同一主族的元素,CO2和SiO2化学式相似,但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成 δ键和 π键。SiO2中Si与O原子间不形成上述π键。从原子半径大小的角度分析,为何C、O原子间能形成,而Si、O原子间不能形成上述π键 。
(6)E的一种晶体结构如图甲,则其一个晶胞中含有 个E;G与D形成的化合物的晶胞结构如图乙,若晶体密度为ag/cm3,则G与D最近的距离为 pm。(阿伏加德罗常数用NA表示,列出计算表达式,不用化简;乙中○为G,●为D。)
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
(1)写出基态T3+的核外电子排布式: ;T在周期表中所在分区为 。
(2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示),原因 。
(3)下列有关上述元素的说法正确的是 。
A.J比X活泼,所以J可以在溶液中置换出X
B.将J2M2溶于水,要破坏离子键和共价键
C.RE3沸点高于QE4,主要是因为前者相对分子质量较大
D.一个Q2E4分子中含有五个δ键和一个π键
(4)G2O的熔点比J2O的 (填“高”或“低”) ,其原因是 。
(5) G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中,G原子构成平面六边形,每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是 (填G或R的元素符号)。
三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体,测得其分子具有三角锥形结构。则下面对于NCl3的描述不正确的是( )
A.它是一种极性分子 B.它的挥发性比NBr3要大
C.它还能再以配位键与Cl-结合 D.已知NBr3对光敏感,所以NCl3对光也敏感
羰基硫(OCS)是一种有臭鸡蛋气味的无色气体,分子结构与CO2相似,高温下可分解为CO和S。下列有关说法正确的是( )
A.OCS、CO、CO2、S四种物质的晶体类型相同
B.OCS在高温下分解时,碳元素化合价升高
C.OCS分子中含有2个σ键和2个π键,它们均属于非极性键
D.22.4 L OCS中约含有3×6.02×1023个原子