Question

【題目】硼元素、鈣元素、銅元素在化學中站有很重要的地位，單質及其化合物在工農業(yè)生產和生活中有廣泛的應用．

（1）已知CaC2與水反應生成乙炔。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 ______。

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

③乙炔與氫氰酸反應可得丙烯睛(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）是一種片層狀結構的白色晶體，層內的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(黑點代表銅原子，空心圓代表M原子)。

該晶體化學式為 ______。

已知銅和M的電負性分別為1.9和3.0，則銅與M形成的化合物屬于 ______ (填“離子”、“共價”)化合物。

（4）Cu3N的晶胞結構如上圖3，N3-的配位數為 ______ ，Cu+半徑為apm，N3-半徑為bpm，Cu3N的密度為 ______gcm-3(阿伏加德羅常數用NA表示)。

Answer 1

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

【解析】

（1）①Cu為29號元素，3d軌道有10個電子，4s軌道有1個電子，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等電子體的結構相似，則O22+中含有三鍵，所以在1個O22+含有2個鍵，故1mol O22+中，含有2NA個鍵；

③丙烯腈(H2C＝CH-C≡N)中的C分別形成2個鍵和3個鍵，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，第一電離能越大，H2C＝CH-C≡N中N元素非金屬性最強，則N的第一電離能最大；

（2）一個H3BO3分子對應著6個氫鍵，一個氫鍵對應著2個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個共價鍵，則B原子的價層電子對數為4，為sp3雜化，沒有孤電子對，空間結構為正四面體型；

（3）M原子的外圍電子排布式為3s23p5，M原子為Cl原子，則

①由晶胞結構可知，Cu原子處于晶胞內部，晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子位于頂點與面心上，晶胞中含有Cl原子數目為8×+6×=4，因此化學式為CuCl；

②電負性差值大于1.7原子間易形成離子鍵，小于1.7原子間形成共價鍵，銅與X的電負性分別為1.9和3.0，差值為1.1小于1.7，形成共價鍵；

（4）該晶胞中大球個數=12×=3，小球個數=8×=1，根據其化學式知，小球為N3-、大球為Cu+，N3-的配位數為6，該晶胞棱長=(2a+2b)×10-10cm，晶胞體積=(2a+2b)3×10-30cm3，晶胞密度==gcm-3= g-3。