Question

4．硼元素、鈣元素、銅元素在化學(xué)中有很重要的地位，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1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．其在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu²⁺和Cu，但CuO在高溫下會分解成Cu₂0，試從結(jié)構(gòu)角度解釋高溫下CuO何會生成Cu₂O：Cu⁺價電子排布式為3d¹⁰，為全充滿結(jié)構(gòu)，更穩(wěn)定．
②CaC₂中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，1molO₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A．
③乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈（H₂C═CH-C≡N）．丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是sp、sp²，構(gòu)成丙烯腈元素中第一電離能最大的是N．
（2）硼酸（H₃BO₃）是一種片層狀結(jié)構(gòu)的白色晶體，層內(nèi)的H₃B0₃分子間通過氫鍵相連（如圖）．則1molH₃BO₃的晶體中有3 mol氫鍵．硼酸溶于水生成弱電解質(zhì)一水合硼酸B（OH）₃•H₂ O，它電離生成少量[B（OH）₄]^-和H⁺，則[B（OH）₄]^-含有的化學(xué)鍵類型為共價鍵、配位鍵．

Answer 1

分析 （1）①原子失去高能層中高能級電子形成陽離子，結(jié)合核外電子排布規(guī)律書寫Cu⁺基態(tài)核外電子排布式；Cu⁺價電子排布式為3d¹⁰，為全充滿結(jié)構(gòu)，更穩(wěn)定；
②CaC₂中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，則O₂²⁺中氧原子之間形成O≡O(shè)三鍵，三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵；
③乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈（H₂C═CH-C≡N），丙烯腈分子中碳原子沒有孤對電子，軌道雜化數(shù)目等于σ鍵數(shù)目，據(jù)此判斷C原子雜化類型；非金屬性越強第一電離能越大、同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢；
（2）由圖可知，一個H₃BO₃分子對應(yīng)著6個氫鍵，而一個氫鍵對應(yīng)著2個H₃BO₃分子；[B（OH）₄]^-含有的化學(xué)鍵類型為共價鍵、配位鍵．

解答 解：（1）①Cu⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；Cu⁺價電子排布式為3d¹⁰，為全充滿結(jié)構(gòu)，更穩(wěn)定，故CuO在高溫下會分解成Cu₂O，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；Cu⁺價電子排布式為3d¹⁰，為全充滿結(jié)構(gòu)，更穩(wěn)定；
②CaC₂中C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，則O₂²⁺中氧原子之間形成O≡O(shè)三鍵，三鍵中有1個σ鍵、2個π鍵，1molO₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A，故答案為：2N_A；
③乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈（H₂C═CH-C≡N），丙烯腈分子中碳原子沒有孤對電子，H₂C、CH中碳原子均形成3個σ鍵，采取sp²雜化，而CN中碳原子形成2個σ鍵，采取sp雜化；H元素非金屬性最小、其第一電離能最小，同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，N元素第一電離能第一C元素，
故答案為：sp、sp²；N；
（2）由圖可知，一個H₃BO₃分子對應(yīng)著6個氫鍵，而一個氫鍵對應(yīng)著2個H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶體中有3mol氫鍵，[B（OH）₄]^-中O與H原子之間形成共價鍵、O與B之間形成配位鍵，含有的化學(xué)鍵類型為共價鍵、配位鍵，
故答案為：3；共價鍵、配位鍵．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及查核外電子排布、等電子體、雜化軌道、電離能等，側(cè)重考查學(xué)生對知識的遷移應(yīng)用、需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)，對學(xué)生的思維能力有一定的要求，難度中等．