Question

开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。

（1）Ti(BH₄)₃是一种储氢材料，可由TiCl₄和LiBH₄反应制得。

①基态Ti³⁺的未成对电子数有______个。

②LiBH₄由Li⁺和BH₄^—构成，BH₄^—呈正四面体构型。LiBH₄中不存在的作用力有______(填标号)。

A．离子键               B．共价键                C．金属键           D．配位键

③Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为______。

（2）金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。

①LiH中，离子半径：Li⁺______H^－（填“>”、“=”或“<”）。

②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：

M是______（填元素符号）。

（3）某种新型储氢材料的理论结构模型如下图所示，图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有______种。

（4）分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料。X一定不是______（填标号）。

A．H₂O              B．CH₄            C．HF           D．CO(NH₂)₂

 

Answer 1

【答案】

（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）

【解析】

试题分析：（1）、①钛是22号元素，基态钛原子电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，Ti—3e^—=Ti³⁺，则基态Ti³⁺的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，未成对电子数为1；②Li⁺和BH₄^—之间存在离子键，BH₄^—之间存在共价键和配位键，则硼氢化锂中不存在金属键；③LiBH₄中LiH同主族，LiB同周期，由元素周期律可知，则锂元素的电负性最小，BH₄^—中硼显+3价，氢显—1价，说明氢的电负性比硼大，则H>B>Li；（2）、①Li⁺和H^—具有K层2电子稳定结构，核电荷数：Li>H，则原子半径：Li⁺<H^—；②根据M的部分电离能数据推断，M为容易失去2个电子的镁元素；（3）、观察可知，虚线框内碳原子杂化轨道类型有sp2杂化（五元环中的大多数碳原子）、sp3杂化（五元环中与侧链相连的碳原子）、sp（侧链中的碳原子）杂化三种类型；（4）、水分子中O—H键与相邻水分子中电负性较大的O之间可以形成氢键，且形成笼状结构；B、甲烷分子中碳元素的电负性较小，故不能形成氢键，也不能形成笼状结构；C、氟化氢分子中F—H键与相邻氟化氢分子中电负性较大的F之间能形成氢键，但是不能形成立体笼状结构，错误；D、尿素中电负性较大的O、N与相邻分子中的N—H键之间不仅可以形成氢键，而且可以形成笼状结构。

考点：考查基态原子或离子的电子排布式、化学键的类型、电负性和离子半径的大小、电离能、杂化轨道类型、氢键的形成、分子的立体结构等相关知识。