Question

【題目】硼元素、鈣元素、銅元素在化學戰有很重要的地位，單質及其化合物在工農業生產和生活中有廣泛的應用．

(1)已知CaC2與水反應生成乙炔．請回答下列問題：

①將乙炔通入 [Cu(NH3)2]Cl溶液中生成Cu2C2紅棕色沉淀， Cu+基態核外電子排布式為 ______ ．

②CaC2中與互為等電子體． 1mol中含有的π鍵數目為 ______ ．

③乙炔與氫氰酸反應可得丙烯睛(CH2=CHC=N)，丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類

型是 ______ ，構成丙烯腈元素中第一電離能最大的是 ______．

(2)硼酸 (H3BO3)是一種片層狀結構的白色晶體，層內的H3BO3分子間通過氫健相連(如上圖1)，則1mol H3BO3的晶體中有 ______ mol氫鍵．硼酸溶于水生成弱電解質一水合硼酸B(OH)3·H2O，它電離生成少量[B(OH)4]-和H+，則[B(OH)4]-的空間構型為 ______

(3)某M原子的外圍電子排布式為3s23p5，銅與M形成化合物的晶胞如上圖2所示黑點代表銅原子，空心圓代表M原子．

該晶體化學式為 ______ ．

已知銅和M的電負性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于 ______ 填“離子”、“共價”化合物．

(4)Cu3N的晶胞結構如右上圖3， N3-的配位數為 ______ ，Cu+半徑為apm，N3-半徑為bpm，Cu3N的密度為 ______ g·cm-3。(阿伏加德羅常數用表示)

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10 2NA sp、sp2 N 3 正四面體型 CuCl 共價 。

【解析】

根據基態離子核外電子排布規律寫出離子的基態電子排布式；根據等電子原理判斷離子結構；根據價層電子對互斥理論判斷空間構型；根據電離能規律判斷電離能大小；根據均攤法計算晶胞中粒子個數及晶胞密度。

(1)①Cu為29號元素，3d軌道有10個電子，4s軌道有1個電子，Cu原子失去最外層電子形成Cu+，Cu+的基態電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，故答案為：1s22s22p63s23p63d10；

②等電子體的結構相似，則中含有三鍵，所以在1個含有2個π鍵，故1mol中，含有2NA個π鍵，故答案為：2NA；

③丙烯腈(CH2=CHC=N)中的C分別形成2個σ鍵和3個σ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp2雜化；越易失去一個電子，則第一電離能越大，CH2=CHC=N中N元素最難失去電子，則N的第一電離能最大，故答案為：sp、sp2；N；

(2)一個H3BO3分子對應著6個氫鍵，一個氫鍵對應著2個H3BO3分子，因此含有1mol H3BO3分子的晶體中有3mol氫鍵，[B(OH)4]-中B原子形成4個共價鍵，則B原子的價層電子對數為4，為sp3雜化，沒有孤電子對，空間結構為正四面體型，故答案為：3；正四面體型；

(3)M原子的外圍電子排布式為3s23p5，M原子為Cl原子，則

①由晶胞結構可知，Cu原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子位于頂點與面心上，晶胞中含有Cl原子數目為，故化學式為CuCl，故答案為：CuCl；

②電負性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價鍵，銅與X的電負性分別為1.9和3.0，差值為1.1小于1.7，形成共價鍵，故答案為：共價；

(4)該晶胞中大球個數，小球個數，根據其化學式知，小球為N3-、大球為Cu+，N3-的配位數為6，該晶胞棱長，晶胞體積，晶胞密度，故答案為：6；。