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^-構成）溶液吸收對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，所屬的晶體類型有b、c、d（填序號）．
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原子未成對電子數目相同的元素有4種（不含Cu）．
④銅單質為面心立方晶體，其晶胞邊長a nm．列式表示銅單質的密度$\frac{64×4}{{N}_{A}×（a×1{0}^{-7}）^{3}}$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．某化肥廠從生產的硫酸銨中檢出一種組成為N₄H₄（SO₄）₂的物質．該物質在水溶液中以SO₄^2-和N₄H₄⁴⁺兩種正四面體構型的離子存在．N₄H₄⁴⁺遇堿生成一種形似白磷的N₄分子．
①下列相關說法中，正確的是b（填序號）．
a．N₄是N₂的同分異構體
b．1mol N₄分解生成N₂，形成了4mol π鍵
c．白磷的沸點比N₄高，是因為P-P鍵鍵能比N-N鍵大
d．白磷的化學性質比N₂活潑，說明P的非金屬性比N強
②畫出N₄H₄⁴⁺的結構（標明其中的配位鍵）．

Answer 1

分析 （1）①非金屬性越強，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，有銅、金剛石、氧氣、氫氣等；
③Cu的外圍電子排布為3d¹⁰4s¹，只有1個未成對電子；
④該晶胞中銅原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞邊長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）根據分子中中心原子的價層電子對數判斷雜化類型和分子的空間構型；
（3）①a．分子式相同結構不同的化合物互稱同分異構體；
b．一個N₂中含有2個 π鍵；
c．結構相似的分子晶體，相對分子量越大，熔沸點越高；
d．同主族從上到下，非金屬性減弱；
②N₄H₄⁴⁺中每個N原子與另外3個N原子形成共價鍵，同時與1個氫離子形成配位鍵．

解答 解：（1）①非金屬性越強，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，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個未成對電子，第4周期元素中，基態(tài)原子含有一個未成對電子的元素有，K、Sc、GaBr，共有4種元素；
故答案為：4；
④該晶胞中銅原子個數=8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，晶胞邊長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原子的價層電子對數為4，則雜化類型為sp³雜化；
故答案為：sp³；
②BF₃中B的價層電子對數為3+$\frac{3-3×1}{2}$=3，沒有孤電子對，分子的空間構型為正三角形，CO₃^2-中碳原子價層電子對個數=3+$\frac{1}{2}$（4+2-3×2）=3，且不含孤電子對，所以C原子采用sp²雜化，空間構型為平面三角形，NO₃^- 中N原子形成3個σ鍵，孤對電子數=$\frac{5+1-3×2}{2}$，中心原子為sp²雜化，立體構型為平面三角形，
故答案為：CO₃^2-；NO₃^-；
（3）①a．分子式相同結構不同的化合物互稱同分異構體，N₄與N₂都是N元素的單質，屬于同素異形體，故a錯誤；
b．一個N₂中含有2個 π鍵，1mol N₄ 分解生成2molN₂，形成了4mol π鍵，故b正確；
c．結構相似的分子晶體，相對分子量越大，熔沸點越高，白磷的相對分子量比N₄大，與鍵能無關，故c錯誤；
d．同主族從上到下，非金屬性減弱，則P的非金屬性比N弱，白磷的化學性質比N₂活潑，與共價鍵穩(wěn)定性有關，故d錯誤；
故答案為：b；
②N₄H₄⁴⁺中每個N原子與另外3個N原子形成共價鍵，同時與1個氫離子形成配位鍵，則N₄H₄⁴⁺的結構圖為；
故答案為：．

點評 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、電負性、微粒的空間結構、配位鍵等；考查的知識點較多，題目難度中等，注意對題中所給結構圖的分析是解題的關鍵．