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【氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢.NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成.NaAlH4的晶胞结构如图所示.(1)基态】
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更新时间:2024-04-25 22:23:15
问题描述:

氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢.NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成.NaAlH4的晶胞结构如图所示.

(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为___.

(2)NaH的熔点为800℃,不溶于有机溶剂.NaH属于___晶体,其电子式为___.

(3)AlCl3在178℃时升华,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为___(标明配位键).

(4)AlH4-中,Al的轨道杂化方式为___;例举与AlH4-空间构型相同的两种离子___(填化学式).

(5)NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有___个;NaAlH4晶体的密度为___g•cm-3(用含a的代数式表示).若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为___(填化学式).

(6)NaAlH4的释氢机理为:每3个AlH4-中,有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子,同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位,形成新的结构.这种结构变化由表面层扩展到整个晶体,从而释放出氢气.该释氢过程可用化学方程式表示为___.

陈茂林回答:
  (1)Ti是22号元素,其3d、4s电子为其价电子,根据构造原理书写其价电子轨道表示式为,   故答案为:;   (2)含有离子键的晶体为离子晶体,NaH中钠离子和氢离子之间存在离子键,所以属于离子晶体,其电子式为,故答案为:离子;;   (3)分子晶体熔沸点较低,氯化铝的熔沸点较低,说明氯化铝是分子晶体,其蒸气的相对分子质量约为267,说明该分子中含有两个AlCl3,配位键由含有孤电子对的原子指向含有空轨道的原子,铝原子含有空轨道、氯原子含有孤电子对,所以配位键由氯原子指向铝原子,则蒸气分子结构式为,   故答案为:;   (4)AlH4-中Al原子价层电子对个数是4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断Al原子杂化方式为sp3杂化,为正四面体构型,与AlH4-空间构型相同的两种离子为NH4+、SO42-等,   故答案为:sp3杂化;NH4+、SO42-等;   (5)根据图知,与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个;该晶胞中钠离子个数=6×12
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