Question

13．氫能被視作連接化石能源和可再生能源的重要橋梁．
（1）水是制取H₂的常見原料，下列有關(guān)水的說法中正確的是a、b、c（多選扣分）；
a．水分子是一種極性分子
b．水分子空間結(jié)構(gòu)呈V型
c．H₂O分子中有2個由s軌道與sp³雜化軌道形成的σ鍵
d．CuSO₄•5H₂O晶體中所有水分子都是配位體
（2）氫的規(guī)�；�制備是氫能應(yīng)用的基礎(chǔ)．
在光化學(xué)電池中，以紫外線照射鈦酸鍶電極時，可分解水制取H₂的同時獲得O₂．已知鈦酸鍶晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則鈦酸鍶的化學(xué)式為：SrTiO₃．
（3）氫的規(guī)�；瘍�運是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵．
①準(zhǔn)晶體Ti₃₈Zr₄₅Ni₁₇的儲氫量較高，是一種非常有前途的儲氫材料．該材料中的鎳原子在基態(tài)時核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²（或[Ar]3d⁸4s²），鎳元素在周期表中的位置是：第四周期、Ⅷ族．
②氨硼烷化合物（NH₃BH₃）是最近密切關(guān)注的一種新型化學(xué)氫化物儲氫材料．請畫出含有配位鍵（用“→”表示）的氨硼烷的結(jié)構(gòu)式；與氨硼烷互為等電子體的有機小分子是CH₃CH₃（寫結(jié)構(gòu)簡式）．

Answer 1

分析 （1）a．結(jié)構(gòu)不對稱，屬于極性分子，反之為非極性分子；
b．根據(jù)雜化軌道理論分析水分子空間構(gòu)型；
c．根據(jù)價電子對互斥理論確定微粒的空間構(gòu)型和原子的雜化方式，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)；
d．配合物也叫絡(luò)合物，由中心原子或離子（統(tǒng)稱中心原子）和圍繞它的稱為配位體（簡稱配體）的分子或離子，完全或部分由配位鍵結(jié)合形成，CuSO₄•5H₂O晶體中4個水分子是作為配體配位在銅離子上；
（2）利用均攤法計算該晶胞中含有的原子個數(shù)，從而確定其化學(xué)式；
（3）①Ni是28號元素，根據(jù)能量最低原則、泡利不相容原理和洪特規(guī)則，寫出其核外電子排布式，據(jù)此判斷其所在位置；
②根據(jù)氮原子提供一對共用電子對給硼原子形成配位鍵；根據(jù)等電子體具有相同的電子數(shù)目和原子數(shù)目來分析．

解答 解：（1）a．H₂O中H、O元素形成的極性鍵，但結(jié)構(gòu)不對稱，屬于極性分子，故a正確；
b．水分子中氧原子含有2個σ鍵且含有兩個孤電子對，所以采用sp³雜化，空間結(jié)構(gòu)呈V型，故b正確；
c．H₂O分子中2個氫原子的2個由s軌道與氧原子的sp³雜化軌道形成σ鍵，故c正確；
d．CuSO₄•5H₂O加熱到113℃時，只失去4分子水．只有加熱到258℃以上，才能脫去最后一分子水．由此可見，4個水分子是作為配體配位在銅離子上的，故d錯誤；
故選：abc；
（2）該晶胞中Ti原子個數(shù)為1，O原子個數(shù)6×$\frac{1}{2}$=3，Sr原子的個數(shù)為8×$\frac{1}{8}$=1，所以化學(xué)式為SrTiO₃，
故答案為：SrTiO₃；
（3）①Ni是28號元素，其核外電子排布式為：1s²2s²2p⁴3s²3p⁴3d⁸4s²，最大主量子數(shù)為4，位于元素周期表第10列，其在元素周期表位置為：第四周期第Ⅷ族，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²（或[Ar]3d⁸4s²）；第四周期、Ⅷ族；
②氮原子提供一對共用電子對給硼原子形成配位鍵，氨硼烷的結(jié)構(gòu)式為，等電子體具有相同的電子數(shù)目和原子數(shù)目，與氨硼烷互為等電子體的有機小分子是CH₃CH₃，

故答案為：；CH₃CH₃．

點評 本題主要考查了分子晶體、晶胞結(jié)構(gòu)、核外電子排布等知識，綜合性較強，難度中等，解題時要注意晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識的靈活運用．