Question

【題目】H、N、Na、Al、Ti等元素在能源、材料等領域應用廣泛。回答下列問題：

（一）氫化鋁鈉( NaAlH4)是一種新型輕質儲氫材料，摻人少量Ti的NaAlH4在150℃時釋氫，在170℃、15.2 MPa條件下又重復吸氫。NaAlH4可南AlCl3和NaH在適當條件下合成。NaAlH4的品胞結構如右圖所示，為長方體。

(1)基態Ti原子的價電子排布式為 ___，L能層中電子云的形狀有___ 種。

(2)AlCl3在178℃時升華，屬于____晶體，其蒸氣的相對分子質量約為267，蒸氣分子的結構式為____（標明配位鍵），其中Al原子的雜化方式為_______。

(3)寫出與AIH4-空間構型相同的-種分子和一種離子_________（填化學式）。

(4)NaAlH4晶體中，與AlH4緊鄰且等距的Na+有_______個；NaAlH4晶體的密度為 _____g/cm3(用含n的代數式表示)。

（二）疊氮化鈉和氫疊氮酸( HN3)已一步步進入我們的生活，如汽車安全氣囊等。

(5)寫出與N3-互為等電子體的一種分子_____填分子式）。

(6)氫疊氮酸（HN3)可由肼(N2H4)被HNO2氧化制得，同時生成水。下列敘述錯誤的是______（填標號）

A.上述生成HN3的化學方程式為：N2H4+HNO2=HN3+2H2O

B.NaN3的晶格能大于KN3的晶格能

C.氫疊氮酸(HN3)和水能形成分子間氫鍵

D.HN3和N2H4都是由極性鍵和非極性鍵構成的非極性分子。

E.HN3分子中四個原子可能在一條直線上

Answer 1

【答案】 2 分子 sp3 NH4+、CH4(或SO42-、PO43-、CCl4等其他合理答案) 8 CO2或N2O DE

【解析】；(1) Ti原子的核電荷數為22，1s22s22p63s22p63d24s2，基態Ti原子的價電子排布式為3d24s2；基態Ti原子的價電子排布式為；L能層有s 、p軌道，所以L能層中電子云的形狀有2種；正確答案：；2。

（2）AlCl3在178℃時升華，沸點較小，屬于分子晶體；其蒸氣的相對分子質量約為267，氯化鋁中鋁原子最外層電子只有3個電子,形成3個共價鍵,每個鋁原子和四個氯原子形成共價鍵,且其中一個共用電子對是氯原子提供形成的配位鍵,如圖；每個鋁原子和四個氯原子形成共價鍵,中心原子Al的價層電子對數4,雜化類型為；正確答案：分子； ；sp3 。

(3) AlH4-中Al的軌道雜化數目為4+（3+11×4）/2=4，AlH4-采取sp3雜化，為正四面體構型，與AIH4-空間構型相同的-種分子和一種離子NH4+、CH4(或SO42-、PO43-、CCl4等；正確答案： NH4+、CH4(或SO42-、PO43-、CCl4等。

（4）NaAlH4晶體中，與Na+緊鄰且等距的AlH4-有8個，分別位于經過Na＋的兩個相互垂直的兩個平面內，每個平面內有4個，NaAlH4晶體的密度：晶胞中AlH4-，Na＋為，即：=；正確答案：8 ； 。

(5)等電子體指的是原子數目相等，電子總數相等，因此與N3-互為等電子體的一種分子CO2或N2O；正確答案：CO2或N2O。

(6)N2H4被HNO2氧化HN3，化學方程式為：N2H4+HNO2=HN3+2H2O；A正確；由于鉀離子半徑大于鈉離子半徑，因此K+與N3-之間的作用力小于Na+與N3-之間的作用力，所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能，B正確；根據氫疊氮酸(HN3)的結構可知，存在孤電子對，能夠與水形成氫鍵；C正確；HN3中存在氮氫極性鍵，沒有非極性鍵，D錯誤；根據可知，HN3分子中四個原子不可能在一條直線上，E錯誤；正確選項DE。