Question

16．（1）基態(tài)銅原子的核外未成對電子數(shù)目為1．
（2）依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照如圖1B、F元素的位置，用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置．

（3）NF₃可由NH₃和F₂在Cu催化劑存在下反應直接得到：2NH₃+3F₂ $\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F，上述化學方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有分子晶體、離子晶體、金屬晶體．
（4）BF₃與一定量水形成（H₂O）₂•BF₃晶體Q，Q在一定條件下可轉化為R：（如圖2所示）
①晶體Q中各種微粒間的強相互作用力包括bcef（填序號）．
a．離子鍵         b．共價鍵　   c．配位鍵       d．金屬鍵        e．氫鍵        f．范德華力
②R中陽離子的空間構型為三角錐型，陰離子的中心原子軌道采用1個2s原子軌道與3個2p原子軌道雜化．
（5）將銅粉加入濃氨水中．再通入氧氣，充分反應后溶液呈深盔色（一種銅離子的配位化合物）．
該反應的離子方程式為2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O．
（6）金屬鐵為體心立方晶胞結構（鉀型）．則晶體中的配位數(shù)為8；若晶體的密度為ρg/cm³，鐵原子半徑為$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2×56}{{N}_{A}}}$cm（用含ρ和N_A的代數(shù)式表示，不必化簡）．

Answer 1

分析 （1）與銅基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素的，故第一電離能F＞N＞O＞C＞B；
（3）Cu是金屬，屬于金屬晶體，NH₄F是鹽，屬于離子晶體，NH₃、F₂、NF₃都屬于分子晶體；
（4）①由Q的結構可知，Q分子中處于在氫鍵、共價鍵、配位鍵（O與B之間）、分子間作用力；
②R中陽離子為H₃⁺O，中心原子氧原子價層電子對數(shù)=3+$\frac{6-1×3-1}{2}$=4，孤電子對=$\frac{6-1×3-1}{2}$=1，據(jù)此判斷；
（5）將Cu單質(zhì)的粉末加入NH₃的濃溶液中，通入O₂，充分反應后溶液呈深藍色，說明反應生成了[Cu（NH₃）₄]²⁺，該反應的離子方程式為：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；
（6）體心立方晶胞中每個Fe原子周圍有8個Fe原子，F(xiàn)e單質(zhì)的晶胞結構為體心立方，晶胞中Fe原子數(shù)目為：1+8×$\frac{1}{8}$=2，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，F(xiàn)e原子的摩爾質(zhì)量為56g/mol，故晶胞質(zhì)量為$\frac{2×56}{{N}_{A}}$，設Fe原子半徑為x，設晶胞棱長為y，晶胞中體對角線為4x，則（4x）²=y²+y²+y²，則y=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$x，晶胞體積為：V=y³=（$\frac{4\sqrt{3}}{3}$x）³，若設該晶胞的密度為ρg/cm³，則晶胞質(zhì)量=（$\frac{4\sqrt{3}}{3}$x）³×ρ=$\frac{2×56}{{N}_{A}}$，由此解答．

解答 解：（1）與銅基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，未成對電子數(shù)目為1，故答案為：1；
（2）同周期隨原子序數(shù)增大，元素第一電離能呈增大趨勢，氮元素2p能級為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素的，故第一電離能F＞N＞O＞C＞B，C、N、O三種元素的相對位置為，故答案為：；
（3）Cu是金屬，屬于金屬晶體，NH₄F是鹽，屬于離子晶體，NH₃、F₂、NF₃都屬于分子晶體，
故答案為：分子晶體、離子晶體、金屬晶體；
（4）①由Q的結構可知，Q分子中處于在氫鍵、共價鍵、配位鍵（O與B之間）、分子間作用力，
故答案為：bcef；
②R中陽離子為H₃⁺O，中心原子氧原子價層電子對數(shù)=3+$\frac{6-1×3-1}{2}$=4，孤電子對=$\frac{6-1×3-1}{2}$=1，為三角錐型，氧原子采取sp³雜化，
故答案為：三角錐型；3；2p；
（5）將Cu單質(zhì)的粉末加入NH₃的濃溶液中，通入O₂，充分反應后溶液呈深藍色，說明反應生成了[Cu（NH₃）₄]²⁺，該反應的離子方程式為：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O，
故答案為：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；
（6）圖示Fe的晶胞為體心立方堆積方式，其配位數(shù)為8，
Fe單質(zhì)的晶胞結構為體心立方，晶胞中Fe原子數(shù)目為：1+8×$\frac{1}{8}$=2，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，F(xiàn)e原子的摩爾質(zhì)量為56g/mol，故晶胞質(zhì)量為$\frac{2×56}{{N}_{A}}$，設Fe原子半徑為x，設晶胞棱長為y，晶胞中體對角線為4x，則（4x）²=y²+y²+y²，則y=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$x，晶胞體積為：V=y³=（$\frac{4\sqrt{3}}{3}$x）³，若設該晶胞的密度為ρg/cm³，則晶胞質(zhì)量=（$\frac{4\sqrt{3}}{3}$x）³×ρ=$\frac{2×56}{{N}_{A}}$，整理得：x=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2×56}{{N}_{A}}}$（cm），
故答案為：8；$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{2×56}{{N}_{A}}}$．

點評 本題考查物質(zhì)結構與性質(zhì)，涉及核外電子排布規(guī)律、第一電離能、雜化理論、晶胞計算，難度中等，（6）中計算為易錯點、難點，根據(jù)晶體結構確定原子半徑與晶胞棱長關系是關鍵，注意利用均攤法進行晶胞中原子數(shù)目計算．