Question

9．
（1）基態(tài) Cu⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ．
（2）圖1曲線表示第二、三周期部分元素的原子序數(shù)（按連續(xù)遞增順序排列）和其常見單質(zhì)沸點(diǎn)的關(guān)系．其中A點(diǎn)表示的單質(zhì)是F₂（填化學(xué)式）．
（3）化合物A （H₃BNH₃）是一種潛在的儲(chǔ)氫材料，它可由六元環(huán)狀化合物 （HB=NH）₃，其結(jié)構(gòu)式如圖2，通過3CH₄+2 （HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得．
①與上述化學(xué)方程式有關(guān)的敘述不正確的是A．（填標(biāo)號(hào)）
A．反應(yīng)前后碳原子的軌道雜化類型不變
B．CH₄、H₂O、CO₂分子空間構(gòu)型分別是：正四面體型、V形、直線形
C．第一電離能：N＞O＞C＞B
D．化合物A中存在配位鍵
②1個(gè) （HB=NH）₃分子中有12個(gè)σ鍵．
（4）海產(chǎn)品添加劑多聚磷酸鈉是由Na⁺與多聚磷酸根離子組成的，某種多聚磷酸根的結(jié)構(gòu)如下圖3．
①磷原子的雜化類型為sp³．
②這種多聚磷酸鈉的化學(xué)式為Na_n+2P_nO_3n+1．
（5）已知HF與F^-通過氫鍵結(jié)合成HF₂^-．判斷HF₂^-和HF₂^-微粒間能否形成氫鍵，并說明理由．在HF₂^-中，已經(jīng)存在分子內(nèi)氫鍵（F-H…F^-），所以沒有可用于形成分子間氫鍵的氫原子．

Answer 1

分析 （1）Cu原子核外有29個(gè)電子，失去一個(gè)電子生成亞銅離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫其核外電子排布式；
（2）圖中曲線表示8種元素的原子序數(shù)（按遞增順序連續(xù)排列）和單質(zhì)沸點(diǎn)的關(guān)系，A以及前面的2種單質(zhì)的沸點(diǎn)都低于0℃，則連續(xù)3種均為氣體單質(zhì)，根據(jù)周期表分析；   
（3）①由方程式可知：碳元素由CH₄變?yōu)镃O₂，碳原子雜化類型由sp³轉(zhuǎn)化為sp；
②根據(jù)無機(jī)苯中氮原子和硼原子都采取sp2雜化分析；
（4）①根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定其雜化方式，
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個(gè)多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個(gè)磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，從而確定分子式；
（5）氫鍵結(jié)合的通式，可用X-H…Y表示．式中X和Y代表F，O，N等電負(fù)性大而原子半徑較小的非金屬原子．X和Y可以是兩種相同的元素，也可以是兩種不同的元素．

解答 解：（1）Cu原子失去1個(gè)電子生成Cu⁺，Cu⁺核外有28個(gè)電子，失去的電子數(shù)是其最外層電子數(shù)，根據(jù)構(gòu)造原理知Cu⁺基態(tài)核外電子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰ ；結(jié)構(gòu)上Cu²⁺為3d⁹，而Cu⁺為3d¹⁰全充滿更穩(wěn)定；   
（2）圖中曲線表示8種元素的原子序數(shù)（按遞增順序連續(xù)排列）和單質(zhì)沸點(diǎn)的關(guān)系，A以及前面的2種單質(zhì)的沸點(diǎn)都低于0℃，則連續(xù)3種均為氣體單質(zhì)，在周期表中，連續(xù)出現(xiàn)氣體單質(zhì)的為第二周期的N、O、F，所以A為第三種氣體單質(zhì)，則為F₂；
故答案為：F₂；
（3）①3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃，
A．由CH₄變?yōu)镃O₂，碳原子雜化類型由sp³轉(zhuǎn)化為sp，反應(yīng)前后碳原子的軌道雜化類型已經(jīng)改變，故A錯(cuò)誤；
B．CH₄分子中價(jià)層電子對(duì)=σ 鍵電子對(duì)+中心原子上的孤電子對(duì)=4+$\frac{1}{2}$×（4-4×1）=4，且不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型是正四面體，H₂O中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$×（6-2×1）=4，且含有2個(gè)孤電子對(duì)，所以H₂O的VSEPR模型為四面體，分子空間構(gòu)型為V型，CO₂分子中價(jià)層電子對(duì)=σ 鍵電子對(duì)+中心原子上的孤電子對(duì)=2+$\frac{1}{2}$×（4-2×2）=2，所以二氧化碳是直線型結(jié)構(gòu)，故B正確；
C．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，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，它們的族序數(shù)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I₁（N）＞I₁（O）＞I₁（C）＞I₁（B），故C正確；
D．B一般是形成3個(gè)鍵，（H₃BNH₃）由六元環(huán)狀化合物（HB=NH）₃通過3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得，其中1個(gè)鍵是配位鍵，故D正確；
故答案為：A；     
②1個(gè)（HB=NH）₃分子中硼原子與氮原子間以σ鍵結(jié)合，而剩余的p軌道形成一個(gè)共軛大π鍵．B-H鍵有3個(gè)，N-H鍵有3個(gè)，B-N有σ鍵有6個(gè)，故一共12個(gè)；
故答案為：12；
（4）①磷原子形成了四個(gè)σ鍵，沒有孤電子對(duì)，價(jià)電子對(duì)數(shù)為4，故呈sp³雜化；
故答案為：sp³；
②由給出的多聚磷酸根結(jié)構(gòu)式知，含有n個(gè)多聚磷酸根離子，相當(dāng)于是n個(gè)磷酸根離子中去掉了（n-1）氧原子，所帶電荷為-2×（3n+1）+5n=-（n+2），由化合價(jià)規(guī)則知磷酸鈉的組成為Na_n+2P_nO_3n+1；
故答案為：Na_n+2P_nO_3n+1；
（5）在HF₂^-中，已經(jīng)存在分子內(nèi)氫鍵（F-H…F^-），所以沒有可用于形成分子間氫鍵的氫原子，故HF₂^-和HF₂^-微粒間不能形成氫鍵，
故答案為：在HF₂^-中，已經(jīng)存在分子內(nèi)氫鍵（F-H…F^-），所以沒有可用于形成分子間氫鍵的氫原子，故HF₂^-和HF₂^-微粒間不能形成氫鍵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，綜合性較強(qiáng)，涉及氫鍵、原子雜化方式判斷、原子核外電子排布、電離能等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查基本理論，明確氫鍵形成條件、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、構(gòu)造原理、元素周期律等知識(shí)即可解答，難點(diǎn)是價(jià)層電子對(duì)互斥理論內(nèi)涵，題目難度不大．