Question

6．氨是重要的化工原料，用途廣泛．
（1）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氮．
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)Cu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，其晶胞邊長(zhǎng)a nm．列式表示銅單質(zhì)的密度$\frac{64×4}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$g•cm^-3．
（2）BF₃氣體與NH₃相遇立即生成一種白色晶體：BF₃+NH₃=F₃B-NH₃．
①晶體F₃B-NH₃中，B原子的雜化軌道類型為sp³．
②寫出兩種與BF₃具有相同空間構(gòu)型的陰離子CO₃^2-、NO₃^-．
（3）NH₃可用于合成尿素、硫酸銨等氮肥．某化肥廠從生產(chǎn)的硫酸銨中檢出一種組成為N₄H₄（SO₄）₂的物質(zhì)．該物質(zhì)在水溶液中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺兩種正四面體構(gòu)型的離子存在．N₄H₄⁴⁺遇堿生成一種形似白磷的N₄分子．
①下列相關(guān)說法中，正確的是b（填序號(hào)）．
a．N₄是N₂的同分異構(gòu)體
b．1mol N₄分解生成N₂，形成了4mol π鍵
c．白磷的沸點(diǎn)比N₄高，是因?yàn)镻-P鍵鍵能比N-N鍵大
d．白磷的化學(xué)性質(zhì)比N₂活潑，說明P的非金屬性比N強(qiáng)
②畫出N₄H₄⁴⁺的結(jié)構(gòu)（標(biāo)明其中的配位鍵）．

Answer 1

分析 （1）①非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，但是最外層電子排布處于全滿或半滿狀態(tài)時(shí)較穩(wěn)定，不易失電子，第一電離能較大；
②醋酸二氨合銅所含元素組成的單質(zhì)，有銅、金剛石、氧氣、氫氣等；
③Cu的外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，只有1個(gè)未成對(duì)電子；
④該晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞邊長(zhǎng)a=a nm=a×10^-7cm，晶胞體積=（a×10^-7cm）³，密度ρ=$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}}{V}$；
（2）根據(jù)分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷雜化類型和分子的空間構(gòu)型；
（3）①a．分子式相同結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱同分異構(gòu)體；
b．一個(gè)N₂中含有2個(gè) π鍵；
c．結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子量越大，熔沸點(diǎn)越高；
d．同主族從上到下，非金屬性減弱；
②N₄H₄⁴⁺中每個(gè)N原子與另外3個(gè)N原子形成共價(jià)鍵，同時(shí)與1個(gè)氫離子形成配位鍵．

解答 解：（1）①非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，但是最外層電子排布處于全滿或半滿狀態(tài)時(shí)較穩(wěn)定，不易失電子，第一電離能較大，醋酸二氨合銅所含的元素有Cu、O、C、H、N，由于N原子的最外層排布為半滿狀態(tài)，第一電離能較大，所以第一電離能最大的是N；
故答案為：氮；
②醋酸二氨合銅所含元素組成的單質(zhì)，有銅屬于金屬晶體、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，基態(tài)原子含有一個(gè)未成對(duì)電子的元素有，K、Sc、GaBr，共有4種元素；
故答案為：4；
④該晶胞中銅原子個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞邊長(zhǎng)a=a nm=a×10^-7cm，晶胞體積=（a×10^-7cm）³，密度ρ=$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}}{V}$=$\frac{4×\frac{M}{{N}_{A}}}{（a×1{0}^{-7}）^{3}}$=$\frac{64×4}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$，
故答案為：$\frac{64×4}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$；
（2）①晶體F₃B-NH₃中，B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，則雜化類型為sp³雜化；
故答案為：sp³；
②BF₃中B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+$\frac{3-3×1}{2}$=3，沒有孤電子對(duì)，分子的空間構(gòu)型為正三角形，CO₃^2-中碳原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，且不含孤電子對(duì)，所以C原子采用sp²雜化，空間構(gòu)型為平面三角形，NO₃^- 中N原子形成3個(gè)σ鍵，孤對(duì)電子數(shù)=$\frac{5+1-3×2}{2}$，中心原子為sp²雜化，立體構(gòu)型為平面三角形，
故答案為：CO₃^2-；NO₃^-；
（3）①a．分子式相同結(jié)構(gòu)不同的化合物互稱同分異構(gòu)體，N₄與N₂都是N元素的單質(zhì)，屬于同素異形體，故a錯(cuò)誤；
b．一個(gè)N₂中含有2個(gè) π鍵，1mol N₄ 分解生成2molN₂，形成了4mol π鍵，故b正確；
c．結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對(duì)分子量越大，熔沸點(diǎn)越高，白磷的相對(duì)分子量比N₄大，與鍵能無關(guān)，故c錯(cuò)誤；
d．同主族從上到下，非金屬性減弱，則P的非金屬性比N弱，白磷的化學(xué)性質(zhì)比N₂活潑，與共價(jià)鍵穩(wěn)定性有關(guān)，故d錯(cuò)誤；
故答案為：b；
②N₄H₄⁴⁺中每個(gè)N原子與另外3個(gè)N原子形成共價(jià)鍵，同時(shí)與1個(gè)氫離子形成配位鍵，則N₄H₄⁴⁺的結(jié)構(gòu)圖為；
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了晶體類型和第一電離能、雜化方式的判斷、電子排布式的書寫、電負(fù)性、微粒的空間結(jié)構(gòu)、配位鍵等；考查的知識(shí)點(diǎn)較多，題目難度中等，注意對(duì)題中所給結(jié)構(gòu)圖的分析是解題的關(guān)鍵．