Question

【題目】多年來，儲氫材料、光催化劑與硼酸鹽材料的研究一直是材料領域的熱點研究方向。回答下列問題：

一種Ru絡合物與g-C3N4符合光催化劑將CO2還原為HCOOH的原理如圖。

(1)Ru絡合物中第二周期元素的第一電離能由大到小的順序為___，Ru絡合物含有的片段和中都存在大π鍵，氮原子的雜化方式為___，氮原子配位能力更強的是___（填結構簡式）

(2)基態碳原子的價電子排布圖為___，HCOOH的沸點比CO2高的原因是___。

(3)2019年8月13日中國科學家合成了白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2，[B(OH)4]-中B的價層電子對數為____，[Sn(OH)6]2-中，Sn與O之間的化學鍵不可能是___。

a.π鍵 b.σ鍵 c.配位鍵 d.極性鍵

(4)鑭鎳合金是較好的儲氫材料。儲氫后所得晶體的化學式為LaNi5H6，晶胞結構如圖所示，X、Y、Z表示儲氫后的三種微粒，則圖中Z表示的微粒為___(填化學式)。若原子分數坐標A為（0，0，0），則B（Y）的原子分數坐標為___，已知LaNi5H6摩爾質量為499g·mol-1，晶體密度為g·cm-3，設NA為阿伏加德羅常數的值，則晶胞參數為a=___pm（用代數式表示）。

Answer 1

【答案】N＞O＞C sp2 HCOOH和CO2都為分子晶體，HCOOH分子間形成氫鍵 4 a H2 (，，0) ×1010

【解析】

根據元素第一電離能的變化趨勢比較元素的第一電離能的大小關系，根據雜化軌道理論和大π鍵的成鍵特點判斷氮原子的軌道雜化方式，根據配位鍵的成鍵條件判斷和中誰的氮原子配位能力更強。根據價層電子對互斥理論分析中心原子的價層電子對數，根據Sn與O的成鍵特點判斷其所形成的化學鍵類型。根據均攤法確定晶胞中各種微粒的個數，再結合晶體的化學式確定微粒Z的類型，根據晶胞結構及其粒子的空間分布特點判斷其坐標參數，根據晶胞的密度和質量計算晶胞的邊長。

(1)同周期從左向右元素的第一電離能總體呈增大趨勢，但是第ⅤA族元素比同周期的第ⅥA族元素的第一電離能大，故N、O、C的第一電離能依次減小；和中都存在大π鍵，氮原子均采用sp2雜化，的大π鍵為π66，N原子有一對孤電子對，的大π鍵為π56，N原子無孤電子對，因此氮原子配位能力更強的是，故答案為：N＞O＞C；sp2；；

(2)碳原子為6號元素，根據構造原理可寫出基態碳原子的電子排布式為1s22s22p2，故基態碳原子的價電子排布圖為；HCOOH和CO2都為分子晶體，但是HCOOH分子間可形成氫鍵，故HCOOH的沸點比CO2高；

(3)[B(OH)4]－中硼原子連接四個羥基，其價層電子對數為4；[Sn(OH)6]2-的中心離子Sn4+與OH-之間形成配位鍵，配位鍵是一種特殊的共價鍵，則Sn與O之間形成的化學鍵屬于σ鍵或極性鍵，不可能是π鍵，故答案為：4；a；

(4)根據均攤法可知，晶胞中，微粒X的個數為，微粒Y的個數為，微粒Z的個數為，根據儲氫后所得晶體的化學式LaNi5H6，可知微粒Z為H2；根據晶胞結構圖可知，B(Y)的原子分數坐標為(，，0)；晶胞邊長，故答案為：H2；(，，0)；×1010。