Question

【題目】【化學——選修3：物質結構與性質】硼和氮元素在化學中有很重要的地位，回答下列問題：

（1）基態硼原子核外電子有________種不同的運動狀態，基態氮原子的價層電子排布圖為_________。預計于2017年發射的“嫦娥五號”探測器采用的長征5號運載火箭燃料為偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的雜化方式為_________。

（2）化合物H3BNH3是一種潛在的儲氫材料，可利用化合物B3N3H6通過如下反應制得：3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3

①H3BNH3分子中是否存在配位鍵_______________(填“是”或“否”)，B、C、N、O的第一電離能由小到大的順序為___________________。

②與B3N3H6互為等電子體的分子是_____________(填一個即可)，B3N3H6為非極性分子，根據等電子原理寫出B3N3H6的結構式____________________________。

（3）“嫦娥五號”探測器采用太陽能電池板提供能量，在太陽能電池板材料中除單晶硅外，還有銅，銦，鎵，硒等化學物質，回答下列問題：

①SeO3分子的立體構型為_____________。

②金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現象，但投入氨水與H2O2的混合溶液中，則銅片溶解，溶液呈深藍色，寫出該反應的離子反應方程式為 。

③某種銅合金的晶胞結構如圖所示，該晶胞中距離最近的銅原子和氮原子間的距離為 pm，則該晶體的密度為_________________(用含a的代數式表示，設NA為阿伏伽德羅常數的值)。

Answer 1

【答案】（1）5， sp3(1分，2分，1分)

（2）①是，B<C<O<N(1分，2分) ②C6H6，以下兩種結構式均可以(1分，2分)

（3）①平面三角形(或平面正三角形)， Cu + H2O2 +4NH3H2O = [Cu(NH3)4]2++2OH+4H2O(或Cu + H2O2 +4NH3 = [Cu(NH3)4]2++2OH)(1分，2分) ② g/cm3(2分)

【解析】

試題分析：（1）硼為5號元素，氮原子的價層電子數5，所以基態硼原子核外電子有 5種不同的運動狀態，基態氮原子的價層電子排布圖為，(CH3)2NNH2中N原子的價層電子對數為=4，所以N的雜化方式為sp3雜化；

（2）①B的最外層電子數為3，能形成的3個共價鍵，化合物A(H3BNH3)中B與H形成3個共價鍵，B原子的空軌道與N原子的孤對電子形成配位鍵；同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，這幾種元素都是第二周期元素，B、C、N、O的族序數分別是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它們的第一電離能大小順序是N＞O＞C＞B；

②原子數相同，電子總數相同的分子，互稱為等電子體，與(HB=NH)3互為等電子體的分子為C6H6，B3N3H6的結構式與苯相似，其結構式為；

（3）①氣態SeO3分子中中心原子的價層電子對數為=3，無孤電子對，所以分子構型為平面三角形；②金屬Cu單獨與氨水或單獨與過氧化氫都不能反應，但可與氨水和過氧化氫的混合溶液反應，說明兩者能互相促進，是兩種物質共同作用的結果，其中過氧化氫為氧化劑，氨與Cu2+形成配離子，兩者相互促進使反應進行，方程式可表示為：Cu+H2O2+4NH3H2O=Cu(NH3)42++2OH-+4H2O；③在晶胞中，N原子位于頂點，Cu原子位于棱邊中點，該晶胞中N原子個數=8×=1，Cu原子個數=12×=3，晶胞體積V=(a×10-10cm)3，晶胞的邊長為apm，晶胞的體積為(apm)3，則ρ=gcm-3=gcm-3。