Question

16．氨是重要的化工原料，用途廣泛．
（1）N的基態(tài)原子中，有3個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的未成對(duì)電子；
（2）某元素原子與N₃^-含有相同的電子數(shù)，其基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是3d²4s²；
（3）NH₃、N₂H₄、NH₄⁺、N₂H₆²⁺四種微粒中，同種微粒間能形成氫鍵的有NH₃，N₂H₄
（4）合成氨工廠常用醋酸二氨合銅（由[Cu（NH₃）₂]⁺和CH₃COO^-構(gòu)成）溶液吸收對(duì)氨合成催化劑（鐵粉）有毒害的CO氣體．
①醋酸二氨合銅所含的元素中，第一電離能最大的是N．（填元素符號(hào)）
②醋酸二氨合銅所含元素的單質(zhì)，所屬的晶體類型有b、c、d（填序號(hào)）．
a．離子晶體　　　 b．分子晶體　　　 c．原子晶體　　 d．金屬晶體
③第4周期中，基態(tài)原子與基態(tài)₂₉Cu原子未成對(duì)電子數(shù)目相同的元素有4種（不含Cu）．
④銅單質(zhì)為面心立方晶體，其晶胞如圖．如果Cu的原子半徑為a cm，阿伏加德常數(shù)的值為N_A，則此種Cu單質(zhì)的密度表達(dá)式為$\frac{8\sqrt{2}}{{a}^{3}×{N}_{A}}$g/cm³．（相對(duì)原子質(zhì)量Cu：64）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氮原子的軌道表示式來(lái)解答；
（2）某元素原子與N₃^-含有相同的電子數(shù)，則該元素的電子數(shù)為22，先寫出基態(tài)原子的電子排布式，然后寫出價(jià)電子排布式；
（3）氫鍵的形成原因是孤電子對(duì)與原子核之間的引力，這就要求另一個(gè)條件為原子核要小，所以一般為O，N，F(xiàn)原子，像NH₃有一對(duì)孤電子對(duì)，N₂H₄有兩對(duì)孤電子對(duì)，所以NH₃、N₂H₄等能形成氫鍵；
（4）①非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的；
②醋酸二氨合銅所含元素的單質(zhì)有Cu、氫氣、氮?dú)�、氧氣、金剛石、石墨等�?br />③基態(tài)Cu原子未成對(duì)電子數(shù)目為1，第4周期中，其它基態(tài)原子含有1個(gè)單電子的外圍電子排布為4s¹、3d¹4s²、4s²4p¹、4s²4p⁵；
④根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Cu原子數(shù)目，表示出晶胞質(zhì)量，處于面對(duì)角線上的原子相鄰，Cu的原子半徑為a cm，則晶胞棱長(zhǎng)為4a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$a cm，再根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算密度；

解答 解：（1）氮原子能量最低排布是：，有3個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的未成對(duì)電子，故答案為：3；
（2）某元素原子的電子數(shù)為22，該元素基態(tài)原子的電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，價(jià)電子排布式為：3d²4s²；
故答案為：3d²4s²；
（3）氫鍵的形成原因是孤電子對(duì)與原子核之間的引力，這就要求另一個(gè)條件為原子核要小，所以一般為O，N，F(xiàn)原子，像NH₃有一對(duì)孤電子對(duì)，N₂H₄有兩對(duì)孤電子對(duì)．所以NH₃，N₂H₄等能形成氫鍵，故答案為：NH₃，N₂H₄；
（4）①非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，氮元素原子2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故第一電離能由小到大的順序?yàn)椋篊u＜H＜C＜O＜N，所以第一電離能最大的是N；
故答案為：N；
②醋酸二氨合銅所含元素的單質(zhì)有Cu、氫氣、氮?dú)狻⒀鯕�、金剛石、石墨等，銅屬于金屬晶體，金剛石屬于原子晶體，氧氣和氫氣屬于分子晶體；
故答案為：b、c、d；
③Cu的外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，只有1個(gè)未成對(duì)電子，第4周期元素中，其它基態(tài)原子含有1個(gè)單電子的外圍電子排布為4s¹、3d¹4s²、4s²4p¹、4s²4p⁵，分別為K、Sc、Ga、Br，共有4種元素；
故答案為：4；
④晶胞中Cu原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞質(zhì)量為4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g，處于面對(duì)角線上的原子相鄰，Cu的原子半徑為a cm，則晶胞棱長(zhǎng)為4a cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2$\sqrt{2}$a cm，則晶體密度為：$\frac{4×\frac{65}{{N}_{A}}g}{（2\sqrt{2}acm）^{3}}$=$\frac{8\sqrt{2}}{{a}^{3}×{N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：$\frac{8\sqrt{2}}{{a}^{3}×{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，涉及核外電子排布、雜化類型、氫鍵等知識(shí)，綜合考查學(xué)生的分析能力和基本概念的綜合運(yùn)用能力，同時(shí)把氫鍵的來(lái)龍去脈和特點(diǎn)進(jìn)行了徹底考查，是一道難得的好題．