e=Li，则C为阴极，发生还原反应，应连接电源的负极；（6）根据图示C极有Li生成，电极反应为：Li+
阳极发生氧化反应，根据图示阳极有氯气生成，则电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑；根据图示分析，该方法
--设计的 A 区能用熔融的碳酸锂吸收产生的氯气，防止氯气对还原产生污染，故答案为：负； 2Cl-2e=Cl2↑；
+-
氯气。
四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．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)。
储氢垐垐垐(2)液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2噲垐垐??2NH3实现储氢和输氢。 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)]。
521s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) 正四面体 H2< N2< NH3 abcd 非极性 90 【答案】
aNA2
2
6
2
6
2
2
【解析】 【分析】
(1)①Ti是22号元素，Ti原子失去最外层2个电子形成Ti2+，然后根据构造原理书写基态的电子排布式； ②根据价层电子对互斥理论判断离子空间构型；
(2)①根据物质的分子间作用力和分子之间是否含有氢键分析判断； ②a.根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；
b.同一主族元素的氢化物中，含有氢键的氢化物沸点较高； c.提供孤电子对的原子是配原子；
d.CN-的结构和氮气分子相似，根据氮气分子的电子式判断； (3)①根据相似相溶原理确定分子的极性； ②利用均摊法计算；
(4)利用均摊法计算该晶胞中镁、氢原子个数，再根据V=【详解】
①Ti是22号元素，根据构造原理可知基态Ti原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，Ti原子失去最外层2个电子形成Ti2+，则Ti2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d2 (或写为[Ar]3d2)； ②BH4-中B原子价层电子对数为4+
m进行计算。 ρ3?1?4?1=4，且不含有孤电子对，所以BH4-的空间构型是正四面体型； 2(2)①在该反应中涉及的物质有N2、H2、NH3，NH3分子之间存在氢键，而N2、H2分子之间只存在分子间作用力，所以NH3的熔沸点比N2、H2的高；由于相对分子质量N2>H2，物质的相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高；所以三种物质的熔点由低到高的顺序是H2< N2 ②a.NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，a正确； b.相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，b正确； c.[Cu(NH3)4]2+离子中，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，c正确； d.CN-中C、N原子通过三对共用电子对结合，其电子式为故合理选项是abcd； (3)①苯、CS2都是非极性分子，根据相似相溶原理，由非极性分子构成的溶质容易溶于由非极性分子构成的溶剂中，所以C60是非极性分子； ②利用均摊法知，每个碳原子含有σ键数目为= ，d正确； 1?33?，则1mol C60分子中，含有σ键数目223×1mol×60×NA/mol=90NA； 211(4)该晶胞中镁原子个数=×8+1=2，含有的H原子个数=2+4×=4，则晶胞的体积 82mV==ρ24?2?1?4523 g/cm=g/cm3。 NAaNAa【点睛】 本题考查物质结构和性质，涉及原子核外电子排布、微粒空间构型的判断、晶胞的计算等知识点，难点是晶胞的计算，学会使用均摊方法分析，灵活运用公式是解本题关键。 19．铀是原子反应堆的原料，常见铀的化合物有UF4、UO2及(NH4)4[UO2(CO3)3]等。回答下列问题： (1)UF4用Mg 或Ca还原可得金属铀。与钙同周期基态原子的未成对电子数为2 的元素共有___种；原子序数为镁元素的二倍的元素的基态原子价电子排布图为_______。 (2)已知：2UO2+5NH4HF2 150℃ 2UF4·NH4F+3NH3↑+4H2O↑ HF2-的结构为[F-H…F]- ①NH4HF2中含有的化学键有__________ (填选项字母)。 A．氢键 B．配位键 C．共价键 D．离子键 E.金属键 ②与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有______种。 (3)已知：3(NH4)4[UO2(CO3)3] 800℃ 3UO2+10NH3↑+9CO2↑+N2↑+9H2O ↑ ①物质 中与CO32- 的碳原子杂化类型相同和不同的碳原子的个数比为______。 ②分解所得的气态化合物的分子键角由小到大的顺序为_________(填化学式) (4)下列排列方式中，通常条件下Cu的晶体的堆积方式是_________ (填序号)。 A．ABCABCABC B．ABABABABAB C．ABBAABBA D．ABCCBCABCCBA (5)水在不同的温度和压力条件下可形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92g/cm3到约为水的1.5倍。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰- Ⅶ的晶体结构为一个如图所示的立方晶胞，每个水分子与周围4个水分子以氢键结合。设O-H-O距离为apm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该冰Ⅶ晶体的密度为____ g/cm3(列出计算式即可)。 【答案】4 BCD 3 3：2 H2O 2?18 ?2a?3??10nNA???3?【解析】 【分析】 (1)与钙同周期基态原子的未成对电子数为2 的元素有：Ti，Ni，Ge，Se，Mg的原子序数为12，则原子序 3数为镁元素的二倍的元素为Cr，Cr处于周期表中第四周期第ⅥB族； (2)①NH4HF2中含有离子键，共价键，配位键； ②与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有N、F、Ne； (3)①CO32-中C的杂化方式为sp2，分子中苯环C为sp2杂化，-CN中C为sp杂化，-CH3与-CH2-中与-CH中C为sp3杂化，据此计算； ②分解所得的气态化合物有H2O，NH3，CO2，H2O为V形，NH3为三角锥形，CO2为直线形，H2O中有两对孤电子对，NH3中1对孤电子对，孤电子对与键合电子对斥力大于键合电子对与键合电子对间斥力； (4)Cu是面心立方最密堆积，它的堆积方式为ABCABCABC； (5)根据ρ=【详解】 (1)与钙同周期基态原子的未成对电子数为2 的元素有：Ti、Ni、Ge、Se，共有4种；Mg的原子序数为12，则原子序数为镁元素的二倍的元素为Cr，Cr处于周期表中第四周期第ⅥB族，其价电子排布式为3d54s1，则价电子排布图为： ； m计算密度。 V(2)①NH4HF2中含有离子键，共价键，配位键，所以合理选项是BCD； ②与氧同周期，且第一电离能比氧大的元素有N、F、Ne，共有3种元素 (3)①CO32-中C的杂化方式为sp2，分子中苯环C为sp2杂化，-CN中C为sp杂化，-CH3与-CH2-中与-CH3中C为sp3杂化，所以分子中sp2杂化的C原子有6个，sp杂化C原子有1个，sp3杂化的C原子有3个，则与CO32-的碳原子杂化类型相同和不同的碳原子的个数比为6：4=3：2； ②分解所得的气态化合物有H2O，NH3，CO2，H2O为V形，NH3为三角锥形，CO2为直线形，H2O中有两对孤电子对，NH3中1对孤电子对，孤电子对与键合电子对斥力大于键合电子对与键合电子对间斥力，所以键角大小为：H2O (4)Cu是面心立方最密堆积，它的堆积方式为ABCABCABC； (5)根据图示结构分析，一个晶胞中含有H2O的数目为8× 1+1=2个，不妨取1mol这样的晶胞，即有NA个8这样的晶胞，1mol晶胞的质量为m=2×18g=36g，一个晶胞的体积为V=L3cm3，根据几何关系，每个水分子 2a与周围4个水分子以氢键结合，则晶胞边长(L)与O-H…O距离间存在关系为：L=，所以一个晶胞体积3为V=L3pm3=(2am33 ×10-10)3cm3，则晶体密度为ρ==g/cm3。 ?3g/cm=?2a?10?10?NA3V?2a?10???10?3????3?2?18NA2?18【点睛】 本题综合考查物质结构与性质，涉及核外电子排布规律、杂化理论、键角大小比较、晶胞的密度等知识点，
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