Question

硼和氮元素在化学中有很重要的地位，回答下列问题：

（1）基态硼原子核外电子有         种不同的运动状态，基态氮原子的价层电子排布图为        ．预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[（CH₃）₂NNH₂]．（CH₃）₂NNH₂中N原子的杂化方式为               ．

（2）化合物H₃BNH₃是一种潜在的储氢材料，可利用化合物B₃N₃H₆通过如下反应制得：3CH₄+2B₃N₃H₆+6H₂O═3CO₂+6H₃BNH₃

①H₃BNH₃分子中是否存在配位键          （填“是”或“否”），B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为                 ．

②与B₃N₃H₆互为等电子体的分子是              （填一个即可），B₃N₃H₆为非极性分子，根据等电子原理写出B₃N₃H₆的结构式              ．

（3）“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量，在太阳能电池板材料中除单晶硅外，还有铜，铟，镓，硒等化学物质，回答下列问题：

①SeO₃分子的立体构型为             ．

②金属铜投入氨水或H₂O₂溶液中均无明显现象，但投入氨水与H₂O₂的混合溶液中，则铜片溶解，溶液呈深蓝色，写出该反应的离子反应方程式为                  ．

③某种铜合金的晶胞结构如图所示，该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm，则该晶体的密度为                 （用含a的代数式表示，设N_A为阿伏伽德罗常数的值）．

Answer

（1）5；；sp3；

（2）①是；N＞O＞C＞B；②C6H6；；

（3）①平面三角形；②Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu（NH3）42++2OH﹣+4H2O；

③×1030g•cm﹣3

【解析】（1）硼为5号元素，氮原子的价层电子数5，所以基态硼原子核外电子有 5种不同的运动状态，基态氮原子的价层电子排布图为，（CH3）2NNH2中N原子的价层电子对数为=4，所以N的杂化方式为sp3杂化

（2）①B的最外层电子数为3，能形成的3个共价键，化合物A（H3BNH3）中B与H形成3个共价键，B原子的空轨道与N原子的孤对电子形成配位键；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，这几种元素都是第二周期元素，B、C、N、O的族序数分别是：第IIIA族、第IVA族、第VA族、第VIA族，所以它们的第一电离能大小顺序是N＞O＞C＞B②原子数相同，电子总数相同的分子，互称为等电子体，与（HB=NH）3互为等电子体的分子为C6H6，B3N3H6的结构式与苯相似，其结构式为

（3）①气态SeO3分子中中心原子的价层电子对数为=3，无孤电子对，所以分子构型为平面三角形，

②金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，说明两者能互相促进，是两种物质共同作用的结果，其中过氧化氢为氧化剂，氨与Cu2+形成配离子，两者相互促进使反应进行，方程式可表示为：Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu（NH3）42++2OH﹣+4H2O，

③在晶胞中，N原子位于顶点，Cu原子位于棱边中点，该晶胞中N原子个数=8×=1，Cu原子个数=12×=3，晶胞体积V=（a×10﹣10cm）3，晶胞的边长为apm，晶胞的体积为（apm）3，则ρ=g•cm﹣3=×1030g•cm﹣3

【点评】本题考查了物质结构及其性质，涉及原子杂化方式的判断、价电子排布式的书写、晶胞的计算等知识点，题目综合性较强，注意根据价层电子对互斥理论、构造原理等知识来分析解答，题目难度中等．