Question

【題目】硼元素、鈣元素、銅元素在化學(xué)中站有很重要的地位，單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用．

（1）已知CaC2與水反應(yīng)生成乙炔。請(qǐng)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(tài)核外電子排布式為 ______。

② CaC2中C22－與O22+互為等電子體，1mol O22+中含有的鍵數(shù)目為 ______。

③乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯睛(H2C＝CH-C≡N)，丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是 ______，構(gòu)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(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H3BO3分子間通過氫健相連(如上圖1)則1molH3BO3的晶體中有 ______ mol氫鍵。硼酸溶于水生成弱電解質(zhì)一水合硼酸B(OH)3H2O，它電離生成少量[B(OH)4]-和H+，則[B(OH)4]-的空間構(gòu)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(diǎn)代表銅原子，空心圓代表M原子)。

該晶體化學(xué)式為 ______。

已知銅和M的電負(fù)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(jià)”)化合物。

（4）Cu3N的晶胞結(jié)構(gòu)如上圖3，N3-的配位數(shù)為 ______ ，Cu+半徑為apm，N3-半徑為bpm，Cu3N的密度為 ______gcm-3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10 2NA sp、sp2 N 3 正四面體型 CuCl 共價(jià) 6

【解析】

（1）①Cu為29號(hào)元素，3d軌道有10個(gè)電子，4s軌道有1個(gè)電子，Cu原子失去最外層電子形成Cu+，Cu+的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d10；

②等電子體的結(jié)構(gòu)相似，則O22+中含有三鍵，所以在1個(gè)O22+含有2個(gè)鍵，故1mol O22+中，含有2NA個(gè)鍵；

③丙烯腈(H2C＝CH-C≡N)中的C分別形成2個(gè)鍵和3個(gè)鍵，因此碳原子的雜化軌道類型為sp和sp2雜化；一般情況下非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，H2C＝CH-C≡N中N元素非金屬性最強(qiáng)，則N的第一電離能最大；

（2）一個(gè)H3BO3分子對(duì)應(yīng)著6個(gè)氫鍵，一個(gè)氫鍵對(duì)應(yīng)著2個(gè)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(gè)共價(jià)鍵，則B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，為sp3雜化，沒有孤電子對(duì)，空間結(jié)構(gòu)為正四面體型；

（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(jié)構(gòu)可知，Cu原子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中含有4個(gè)Cu原子，Cl原子位于頂點(diǎn)與面心上，晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×+6×=4，因此化學(xué)式為CuCl；

②電負(fù)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(jià)鍵，銅與X的電負(fù)性分別為1.9和3.0，差值為1.1小于1.7，形成共價(jià)鍵；

（4）該晶胞中大球個(gè)數(shù)=12×=3，小球個(gè)數(shù)=8×=1，根據(jù)其化學(xué)式知，小球?yàn)?/span>N3-、大球?yàn)?/span>Cu+，N3-的配位數(shù)為6，該晶胞棱長(zhǎng)=(2a+2b)×10-10cm，晶胞體積=(2a+2b)3×10-30cm3，晶胞密度==gcm-3= g-3。