Question

铝、钛、钡(第2主族)等元素在能源、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

⑴与钛同周期的所有副族元素的基态原子中，最外层电子数与基态钛原子相同的元素有________种。基态Ti²⁺的最外层电子排布式为________________。

⑵铝的逐级电离能数据为：I₁=580 kJ∙mol^-1、I₂=1820 kJ∙mol^-1、I₃=2750 kJ∙mol^-1、I₄=11600 kJ∙mol^-1。请分析数据规律，预测钡的逐级电离能的第一个数据“突跃”点出现在________之间(用I₁、I₂、I₃∙∙∙等填空。

⑶已知第ⅡA族元素的碳酸盐MCO₃热分解的主要过程是：M²⁺结合碳酸根离子中的氧离子。则CaCO₃、BaCO₃的分解温度较高的是________________(填化学式)，理由是________________。

⑷催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如图1所示。

①M中，碳原子的杂化类型有________________。

②M中，不含________填标号。

A. π键        B. δ键        C. 配位键       D.氢键       E. 离子键

⑸氢化铝钠(NaAlH₄)是一种新型轻质储氢材料，其晶胞结构如图2所示，为长方体。写出与AlH₄^－空间构型相同的一种分子_______________(填化学式)。NaAlH₄晶体中，与AlH₄^－紧邻且等距的Na⁺有________个；NaAlH₄晶体的密度为________ g∙cm^-3(用含a、N_A的代数式表示)。

Answer

4 3s23p63d2 I2与I3 BaCO3 Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO32－中的O2－，因此CaCO3更容易分解 sp2、sp3 DE CH4 8

【解析】

⑴与钛同周期的所有副族元素的基态原子中，最外层电子数与基态钛原子相同的元素有钪、钒、铬、锰四种，基态Ti的最外层电子排布式为3s23p63d24s2，基态Ti2+的最外层电子排布式为3s23p63d2。

⑵电离能的第一个数据“突跃”点出现在I2与I3之间。

⑶ Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO32－中的O2－。

⑷①M中碳原子的孤对电子数为0，碳原子的杂化类型sp2、sp3，②M中，含π键、δ键、配位键。

⑸C = Al－，AlH4－空间构型相同的一种分子CH4，与AlH4－紧邻且等距的Na+有8个；先求个数，再根据晶体的密度等于质量除以体积进行计算。

⑴与钛同周期的所有副族元素的基态原子中，最外层电子数与基态钛原子相同的元素有钪、钒、铬、锰四种，基态Ti的最外层电子排布式为3s23p63d24s2，基态Ti2+的最外层电子排布式为3s23p63d2，故答案为：4；3s23p63d2。

⑵钡容易失去2个电子达到稳定结构，电离能的第一个数据“突跃”点出现在I2与I3之间，故答案为：I2与I3。

⑶则CaCO3、BaCO3的分解温度较高的是BaCO3，理由是Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO32－中的O2－，因此CaCO3更容易分解；故答案为：BaCO3；Ca2+的半径小于Ba2+，更易结合CO32－中的O2－，因此CaCO3更容易分解。

⑷①M中碳原子的孤对电子数为0，成键电子数为3或4，碳原子的杂化类型sp2、sp3，②M中，含π键、δ键、配位键，不含氢键、离子键；故答案为：sp2、sp3；DE。

⑸氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料，其晶胞结构如图2所示，为长方体，AlH4－空间构型相同的一种分子CH4，NaAlH4晶体中，与AlH4－紧邻且等距的Na+有8个；氢化铝钠(NaAlH4)晶胞中有4个NaAlH4，NaAlH4晶体的密度等于质量除以体积的；故答案为：CH4；8；。