【題目】氫能被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗_發(fā)新型儲氫材料是氫能利用的重要研究方向。請回答下列問題：

Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料，可由六元環(huán)狀物質(HB=NH)3通過如下反應制得：3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。

(1)基態(tài)B原子的價電子排布式為_____，B、C、N、O第一電離能由大到小的順序為_____，CH4、NH3、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為_____。

Ⅱ.氫氣的安全貯存和運輸是氫能應用的關鍵。

(1)印度尼赫魯先進科學研究中心的Datta和Pati等人借助ADF軟件對一種新型環(huán)烯類儲氫材料(C16S8)進行研究，從理論角度證明這種材料的分子呈平面結構(如圖)，每個雜環(huán)平面上下兩側最多可吸附10個H2分子。

①S的基態(tài)原子中能量最高的電子，其原子軌道呈_____形。

②C16S8與H2微粒間的作用力是_____。

③C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類型分別為_____。

【答案】2s22p1 N>O>C>B CO2>CH4>NH3 啞鈴形(紡錘形) 范德華力(分子間作用力) sp2、sp3

【解析】

Ⅰ.(1)B是5號元素，核外有5個電子，根據(jù)構造原理書寫該原子的價電子排布式為2s22p1。同一周期電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但是第ⅡA族、第ⅤA族的第一電離能大于其相鄰元素，所以B、C、N、O第一電離能由大到小的順序為N>O>C>B。CH4、NH3、CO2的空間構型分別為正四面體、三角錐形、直線形，孤電子對之間的排斥力>孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力>成鍵電子對之間的排斥力，這三種分子孤電子對個數(shù)分別是0、1、0，結合其空間構型判斷鍵角由大到小的順序排列為CO2>CH4>NH3。故本題答案為：2s22p1；N>O>C>B；CO2>CH4>NH3；

Ⅱ.(1)①S元素位于第三周期，第ⅥA族，價電子排布式為3s23p4，能量最高的能級是3p，其原子軌道呈啞鈴形(紡錘形)，故本題答案為：啞鈴形(紡錘形)；

②C16S8與H2都是分子晶體，微粒間的作用力是范德華力(分子間作用力)，故本題答案為：范德華力(分子間作用力)；

③根據(jù)上圖可知，C原子采取sp2雜化，S原子采取sp3雜化，故本題答案為：sp2、sp3。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】我國學者最近研發(fā)一種新型鋁—石墨烯電池，其負極是金屬鋁，正極是石墨烯(Cn)薄膜，電解質為陽離子(EMI+)與陰離子()組成的離子液體，該電池的工作原理如圖。已知能量密度是指一定質量物質中儲存能量的大小。下列說法錯誤的是

A.該鋁電極電池比鋰電極電池的能量密度低

B.石墨烯電極的比表面積大，充放電性能優(yōu)于石墨電極

C.充電時，有機陽離子(EMI+)向鋁電極移動

D.放電時，負極的電極反應式為2Al+7Clˉ-6eˉ=Al2Cl

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】硫化氫(H2S)是一種無色具有臭雞蛋氣味、能溶于水的高毒性的化合物，其廣泛存在化石燃料加工的尾氣中。為避免污染環(huán)境，可用活性炭材料進行脫硫，脫硫的方法有物理吸附法、化學吸附法和氧化法。

(1)物理吸附法：

物理吸附法是先將尾氣緩緩通過活性炭，將H2S從尾氣中轉移到活性炭的微孔或表面，這是利用活性炭的___性。

(2)氧化法：

利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O)，將H2S氧化成S而除去，該反應的化學方程式是___。

(3)化學吸附法：

①利用H2S能溶于水，形成硫化氫溶液，更易被活性炭吸附。若0.1molL-1H2S的pH約為4，則H2S在水溶液中的電離方程式是___，被吸附的離子主要有___。

②工業(yè)生產(chǎn)中用CuCl2溶液處理活性炭的工藝稱為活性炭的改性，改性后的活性炭能提高化學吸附法中H2S的吸收量。

i.用不同濃度的CuCl2溶液改性后的活性炭對H2S吸附量的影響如圖所示。隨著CuCl2溶液濃度的升高，活性炭對硫化氫吸附量不再增加，原因是過多金屬離子阻塞活性炭內部的微孔結構，導致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭，能提高H2S吸附量的原因是___(用離子方程式表示)。

ii.水膜處理對活性炭吸附H2S量也有影響。測定含水量不同時，活性炭對硫化氫吸附量的影響，實驗結果如下表。

載水率(%)

0

5.32

10.23

15.33

20.19

吸附量(mg/g—活性炭)

19.62

21.52

32.42

31.28

30.78

注：載水率即單位質量的活性炭吸附水的質量。

活性炭載水率為10%以上時，吸附量降低，其可能的原因是___。

(4)下列關于活性炭處理H2S尾氣的說法正確的是___(選填字母序號)。

a．化學吸附過程中存在著電離平衡的移動

b．活性炭改性時，CuCl2溶液的濃度越大，H2S的吸附量越大

c．其他條件相同時，低溫、緩慢通入尾氣更有利于H2S的物理吸附

d．適當提高活性炭的載水率，可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附離子比吸附分子能力更強

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】有機物A的結構簡式是，它可以通過不同的反應得到下列物質：

B. C. D.。

（1）有機物A分別與足量的Na、NaOH、NaHCO3反應時，消耗三者物質的量之比為___。

（2）寫出B的分子式___。

（3）寫出由A制取C的化學方程式___，反應類型___。

（4）由D也可以制取C，寫出有關反應的方程式___。

（5）具備以下條件A的同分異構體有___種。

①能水解且能發(fā)生銀鏡反應

②遇三氯化鐵溶液顯色

③苯環(huán)上有三個取代基

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列對分子的性質的解釋中，正確的是( )

A.常溫下水很穩(wěn)定(1000℃以上才會部分分解)，因為水中含有大量氫鍵

B.該分子含有1個手性碳原子

C.含有極性鍵的分子一定是極性分子

D.由圖知酸性：H3PO4＞HClO，因為H3PO4的非羥基氧原子數(shù)大于次氯酸的非羥基氧原子數(shù)

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列關于價電子排布式為3s23p4的粒子的描述正確的是(　　)

A. 它的原子核外有三種形狀不同的電子云

B. 它的原子核外電子共有16種不同的運動狀態(tài)

C. 它可與H2反應生成常溫時的液態(tài)化合物

D. 該原子的軌道表示式為

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列指定反應的離子方程式正確的是（ ）

A.飽和Na2CO3溶液與CaSO4固體反應：CO+CaSO4=CaCO3+SO

B.酸化NaIO3和NaI的溶液混合：I-+IO+6H+=I2+3H2O

C.KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應：3ClO-+2Fe(OH)3=2FeO+3Cl-+4H++H2O

D.電解飽和食鹽水：2Cl-+2H+Cl2↑+H2↑

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】氮的固定一直是科學家研究的重要課題，合成氨則是人工固氮比較成熟的技術，其原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

在不同溫度、壓強和相同催化劑條件下，初始時N2、H2分別為0.1mol、0.3mol時，平衡后混合物中氨的體積分數(shù)（φ）如圖所示。

①其中，p1、p2和p3由大到小的順序是___，其原因是___。

②若分別用vA(N2)和vB(N2)表示從反應開始至達平衡狀態(tài)A、B時的化學反應速率，則vA(N2)___vB(N2)（填“＞”“＜”或“＝”）。

③若在250℃、p1為105Pa條件下，反應達到平衡時容器的體積為1L，則該條件下B點N2的分壓p(N2)為___Pa(分壓=總壓×物質的量分數(shù)，保留一位小數(shù))。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】某無色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、K+、NO，加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，為探究該溶液中存在的離子，某學習小組進行了如下實驗。

（1）甲同學分析“若H+大量存在，則NO就不能大量存在”，設計實驗證實如下：

裝置

現(xiàn)象

Ⅰ.實驗初始，未見明顯現(xiàn)象

Ⅱ.過一會兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方出現(xiàn)淺棕色氣體

Ⅲ.試管變熱，溶液沸騰

①現(xiàn)象Ⅲ產(chǎn)生的原因___。

②根據(jù)現(xiàn)象Ⅱ，推測溶液中產(chǎn)生了NO，為進一步確認，進行如下實驗：

實驗

內容

現(xiàn)象

實驗1

將濕潤KI—淀粉試紙置于空氣中

試紙未變藍

實驗2

用濕潤KI—淀粉試紙檢驗淺棕色氣體

試紙變藍

實驗1、2說明反應生成了NO。

請用化學方程式解釋氣體變?yōu)闇\棕色的原因___。

（2）乙同學分析“若OH-大量存在，NO也可能不大量存在”，重新設計實驗證實如下：

裝置

現(xiàn)象

Ⅰ.實驗初始，未見明顯現(xiàn)象

Ⅱ.過一會兒，出現(xiàn)氣泡，有刺激性氣味

為確認："刺激性氣味”氣體，進行如下實驗：用濕潤KI—淀粉試紙檢驗，未變藍；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。

產(chǎn)生該刺激性氣味氣體的離子方程式是___。

（3）甲、乙兩位同學設計的實驗初始時均未見明顯現(xiàn)象的原因是___。

（4）根據(jù)以上實驗分析，該溶液中一定大量存在的離子是___。

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