Question

【題目】復合氫化物可作為儲氫和固體電解質材料，在能源與材料領域得到了深入的研究。

如:①Mg(NH2)2 ②NaNH2 ③ H3N－BH3 ④NaAlH4 ⑤Li3AlH6

(1)復合氫化物升溫加熱可逐步分解放出氫氣，理論上單位質量的上述復合氫化物其儲氫能力最低的是__________(填標號)。

(2)在Mg(NH2)2和NaNH2中均存在NH2－，NH2－的空間構型為_________，中心原子的雜化方式為____________。

(3)H3N－BH3與水反應生成一種鹽和H2的化學方程式：_____________________。寫出基態B原子的價電子軌道表達式：__________________________。

(4)Li3AlH6晶體的晶胞參數為a＝b＝801.7 pm，c＝945.5 pm，α＝β＝90°、γ＝120°，結構如圖所示：

①已知AlH63－的分數坐標為(0，0，0)、(0，0，)，(，，)，(，，)，(，，)和(，，)，晶胞中Li＋的個數為____________。

②如圖是上述Li3AlH6晶胞的某個截面，共含有10個AlH63－，其中6個已經畫出(圖中的○)，請在圖中用○將剩余的AlH63－畫出____________。

③此晶體的密度為____g·cm－3(列出計算式，已知阿伏加德羅常數約為6.02×1023mol－1)。

Answer 1

【答案】② V形 sp3雜化 H3N－BH3+2H2O = NH4BO2 +3H2 18 或

【解析】

(1)理論上單位質量復合氫化物其儲氫能力即為復合氫化物中氫元素的質量分數：①Mg(NH2)2中H％為、②NaNH2中H％為、③ H3N－BH3中H％為、④NaAlH4中H％為、⑤Li3AlH6中H％為，所以儲氫能力最低的是②；

(2) NH2－的價層電子數為，根據VSEPR理論，NH2－的理論構型為正四面體，因含兩對孤對電子，所以NH2－的空間構型為V形，因價層電子對數為4，所以中心原子N的雜化方式為sp3雜化；

(3)根據電負性數值，H3N－BH3中氮原子上的氫原子帶正電荷，硼原子上的氫原子帶負電荷，所以H3N－BH3與水反應時，－BH3中的氫原子與水發生歸中反應生成氫氣，－BH3轉化為B(OH)4-（變可簡寫為BO2-），所以反應的化學方程式為：H3N－BH3+2H2O = NH4BO2 +3H2；

硼是第5號元素，在元素周期表中位于第二周期第ⅢA族、p區，其基態原子核外電子排布式為1s22s22p1，價電子排布式為2s22p1，價電子軌道表達式為；

(4) ①根據AlH63－的分數坐標可以判斷其在晶胞中的位置：8個在頂點、4個在側棱棱心、4個在晶胞體內，由分攤法可得一個晶胞中含有6個AlH63－，所以一個晶胞中所含有Li+的個數為18；

②由截面的邊長(801.7pm和945.5pm)可知這是過晶胞底面長軸的橫截面,題目表明了這個截面中一共含有10個AlH63－ ，又畫出4個位于頂點、2個位于棱心的AlH63－，所以需要畫出的是4個位于晶.胞體內的AlH63－，結合AlH63－的分數坐標，即可將缺失的AlH63－補充完整，得到下圖：或

③根據晶胞密度公式：，晶胞中M=54g/mol、Z=6、V=801.72945.5sin60pm3，所以該晶體的密度為。