氢能作为理想的清洁能源之一，已经受到世界各国的普遍关注。氢的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前...

氢能作为理想的清洁能源之一，已经受到世界各国的普遍关注。氢的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢方法有：配位氢化物储氢、碳质材料储氢、合金储氢、多孔材料储氢等。

请回答下列问题：

（1）氨硼烷( NH3BH3)是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物(HB=NH)3通过3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。

①B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________，CH4、H2O、CO2键角由大到小的顺序为_________________。

②1个(HB=NH)3分子中有______个σ键。与(HB=NH)3互为等电子体的分子为________(填分子式)。

③反应前后碳原子的杂化轨道类型分别为__________、____________。

④氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，但熔点比金刚石低，原因是___________________________。

（2）一种储氢合金由镍和镧(La)组成，其晶胞结构如图所示。

①Ni 的基态原子核外电子排布式为_______________。

②该晶体的化学式为_______________。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a=m pm，c=n pm；标准状况下氢气的密度为ρg·cm-3；阿伏加德罗常数的值为NA。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为______________。 (储氢能力=)

【答案】　 N>O>C>B　 CO2>CH4>H2O　 12　 C6H6　 sp3　 sp　 B—N键的键长大于C—C键的，键能小于C—C键的(指出键长或键能关系均给分)　 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　 LaNi5　 （或）

【解析】（1）考查第一电离能的规律、键角的大小、化学键数目的判断、杂化类型的判断，晶体熔沸点高低的判断，①同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一电离能大小顺序是N>O>C>B；CH4的键角是109°28′，H2O的键角是105°，CO2的键角是180°，顺序是CO2>CH4>H2O；②成键原子间只能形成一个σ键，(HB=NH)3为六元环状化合物，因此1个(HB=NH)3中含有σ键个数为12个；根据等电子体的概念以及(HB=NH)3为六元环状化合物，推出等电子体的分子为C6H6；③反应前C为sp3杂化，反应后碳原子为sp杂化；③立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，即立方氮化硼晶体为原子晶体，比较原子晶体熔沸点通过键长、键能考虑，B—N键的键长大于C—C键的，键能小于C—C键，因此立方氮化硼的熔沸点低于金刚石；（2）考查电子排布式、晶胞的计算，①Ni位于第四周期VIII族，28号元素，Ni的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；②La位于顶点，个数为8×1/8=1，Ni位于面上和体心，个数为8×1/2＋1=5，化学式为LaNi5；③氢气的质量为g，晶胞的体积为(m×10－10×m×10－10×n×10－10×sin60°)cm3，则储氢后氢气的密度为g/cm3，因此储氢材料故的储氢能力为（或）。

点睛：本题的难点是储氢能力的计算，虽然题目中告诉学生储氢能力计算的公式，但学生对储氢后氢气的密度理解不透，无法进行计算，其实储氢后氢气的密度就是让求出晶胞中氢气的质量，与晶胞体积的比值，跟平时练习晶胞密度的计算是一样的，只不过本题求的质量是氢气的质量。

【题型】综合题
【结束】
12

G是一种新型香料的主要成分之一，其结构中含有三个六元环。G 的合成路线如下图所示(部分产物和反应条件已略去)。

已知：①RCH=CH2+CH2=CHR'CH2=CH2+RCH=CHR'；

②B的核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子；

③D和F是同系物。

请回答下列问题：

（1）根据系统命名法，(CH3)2C=CH2的名称为_____________。

（2）A→B反应过程中涉及的反应类型分别为_______________、_________________。

（3）生成E的化学方程式为______________________________。

（4）G的结构简式为_________________。

（5）写出一种同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式：_________________。

①与FeCl3溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基，含C=O键；③能发生水解反应；④核磁共振氢谱有4组峰。

（6）模仿由苯乙烯合成F的方法，写出由丙烯制取a-羟基丙酸()　　 的合成路线：____________________________。

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【选修3：物质结构与性质】氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。

（1）Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti2＋基态的电子排布式可表示为________。

②BH4-的空间构型是________(用文字描述)。

③Ti能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性C______B（填>或<，下同）；第一电离能：N______O，原因是__________

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2＋3H22NH3实现储氢和输氢。下列说法正确的是________。

A．NH3分子中N原子采用sp3杂化

B．相同压强时，NH3沸点比PH3高

C．[Cu (NH3)4]2＋离子中，N原子是配位原子

D．CN－的电子式为[·C┇┇N·]－

（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C60(分子结构如下图左)生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。

①C60晶体易溶于苯、CS2，C60是________分子(填“极性”或“非极性”)。

②1 mol C60分子中，含有σ键数目为________。

（4）MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如下图右所示，已知该晶体的密度为a g·cm－3，则晶胞的体积为________cm3[a、NA表示(NA表示阿伏加德罗常数的值)]。

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氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。

(1)Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti2+基态的电子排布式可表示为__________________。

②BH4-的空间构型是________________(用文字描述)。

(2)液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H22NH3实现储氢和输氢。

①上述方程式涉及的三种气体熔点由低到高的顺序是__________________。

②下列说法正确的是________(填字母)。

a.NH3分子中N原子采用sp3杂化

b.相同压强时，NH3沸点比PH3高

c.[Cu(NH3)4]2＋中，N原子是配位原子

d.CN-的电子式为

(3)Ca与C60生成的Ca32C60能大量吸附H2分子。

①C60晶体易溶于苯、CS2，说明C60是________分子(填“极性”或“非极性”)；

②1个C60分子中，含有σ键数目为________个。

(4)MgH2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为a g·cm-3，则晶胞的体积为____cm3[用a、NA表示(NA表示阿伏加德罗常数)]。

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氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。

（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti²⁺基态的电子排布式可表示为________。

②BH^—₄的空间构型是________（用文字描述）。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂2NH₃实现储氢和输氢。下列说法正确的是________（多项选择）。

a.NH₃分子中N原子采用sp³杂化

b.相同压强时，NH₃沸点比PH₃高

c.[Cu(NH₃)₄]²⁺离子中，N原子是配位原子

d.CN^—的电子式为：

（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子。

①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是________分子（选填：“极性”、“非极性”）；

②1mol C₆₀分子中，含有σ键数目为________。

（4）MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度ag·cm^-3，则晶胞的体积为________cm³[用a、N_A表示阿伏加德罗常数]。

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氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。

（1）Ti（BH₄）₂是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti²⁺基态的电子排布式可表示为________。

②BH^—₄的空间构型是________（用文字描述）。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N₂+3H₂2NH₃实现储氢和输氢。下列说法正确的是________（多项选择）。

a.NH₃分子中N原子采用sp³杂化

b.相同压强时，NH₃沸点比PH₃高

c.[Cu(NH₃)₄]²⁺离子中，N原子是配位原子

d.CN^—的电子式为：

（3）2008年，Yoon等人发现Ca与C₆₀生成的Ca₃₂C₆₀能大量吸附H₂分子。

①C₆₀晶体易溶于苯、CS₂，说明C₆₀是________分子（选填：“极性”、“非极性”）；

②1mol C₆₀分子中，含有σ键数目为________。

（4）MgH₂是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度ag·cm^-3，则晶胞的体积为________cm³[用a、N_A表示阿伏加德罗常数]。

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（选考）【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为_____________，该能层具有的原子轨道数为____________________。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2　 2NH3,实现储氢和输氢。下列说法正确的是________________。

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH4+与PH4+、CH4、BH4-、ClO4-互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．[Cu（NH3）4]2+中，N原子是配位原子

（3）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是____________________。

（4）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为　　　　 ，SnBr2分子中Sn—Br的键角　 　 120°（填“＞”“＜”或“＝”）。

（5）NiO的晶体结构与氯化钠相同，在晶胞中镍离子的配位数是_______。已知晶胞的边长为a nm，NiO的摩尔质量为b g·mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，则NiO晶体的密度为_________g·cm-3。

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选做（12分）【化学——物质结构与性质】

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①在基态Ti2＋中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为______。

②BH4－的空间构型是________（用文字描述）。

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用，实现储氢和输氢。下列说法正确的是________。

a．［Cu(NH3)4］2＋中，N原子是配位原子

b．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

c．键角NH4＋ <NH3

d．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

（3）富氢材料NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到NF3

上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有________（填序号）

a．离子晶体　　 　　 b．分子晶体

c．原子晶体　　 　　 d．金属晶体

（4）某种合金材料有较大的储氢容量，其晶体结构的最小单元如图所示。则这种合金的化学式为________________。

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【化学-选修3：物质结构与性质】

氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合韧是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为　　 　　　　　　 ，该能层具有的原子轨道数为　 　　　　　　　 ；

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H22NH3,实现储氢和输氢。下列说法正确的是　　　　　　 ；

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH+4与PH+4、CH4、BH-4、ClO—4互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子是配位原子

（3）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为　 　　　 　　 ，SnBr2分子中 Sn-Br的键角　　 　　 　 120°(填“＞”“＜”或“=”)。

（4）NiO 的晶体结构与氯化钠相同， 在晶胞中镍离子的配位数是____________。 已知晶胞的边长为 a nm， NiO 的摩尔质量为 b g·mol-1， NA为阿伏加德罗常数的值， 则NiO 晶体的密度为_________g·cm-3。

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【化学选修3—物质结构与性质】Ⅰ．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。

（1）Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为___________，该能层具有的原子轨道数为__________；

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2⇌2NH3实现储氢和输氢．下列说法正确的是________(填序号)；

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH4+与PH4+、CH4、BH4-、C1O4-互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．[Cu(NH3)4]2+中N原子是配位原子

（3）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是____________________；

Ⅱ．氯化钠是生活中的常用调味品，也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物，其晶胞结构如图所示；

（1）设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl-之间的距离为r，则与该Na+次近邻的Cl-的个数为__________，该Na+与跟它次近邻的Cl-之间的距离为________；

（2）已知在氯化钠晶体中Na+的半径为a pm，Cl-的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为________。

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I．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料．

（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为

，该能层具有的原子轨道数为　　　 　　 ．

（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2⇌2NH3实现储氢和输氢．下列说法正确的是　　　　 （填序号）．

a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化

b．NH4+与PH4+、CH4、BH4﹣、C1O4﹣互为等电子体

c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高

d．[Cu（NH3）4]2+中N原子是配位原子

（3）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是　　 　　　　　 　　 ．

Ⅱ．氯化钠是生活中的常用调味品，也是结构化学中研究离子晶体时常用的代表物，其晶胞结构如图所示．

（1）设氯化钠晶体中Na+与跟它最近邻的Cl﹣之间的距离为r，则与该Na+次近邻的Cl﹣的个数为　　　 　　 ，该Na+与跟它次近邻的Cl﹣之间的距离为　　　　　　 ．

（2）已知在氯化钠晶体中Na+的半径为a pm，Cl﹣的半径为b pm，它们在晶体中是紧密接触的，则在氯化钠晶体中离子的空间利用率为　　 　　　　　 　　 ．

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