Question

硼元素、钙元素、铜元素在化学战有很重要的地位，单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用．

(1)已知CaC₂与水反应生成乙炔．请回答下列问题：

①将乙炔通入 [Cu(NH₃)₂]Cl溶液中生成Cu₂C₂红棕色沉淀， Cu⁺基态核外电子排布式为 ______ ．

②CaC₂中与互为等电子体． 1mol中含有的π键数目为 ______ ．

③乙炔与氢氰酸反应可得丙烯睛(CH₂=CHC=N)，丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类

型是 ______ ，构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是 ______．

(2)硼酸 (H₃BO₃)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H₃BO₃分子间通过氢健相连(如上图1)，则1mol H₃BO₃的晶体中有 ______ mol氢键．硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)₃·H₂O，它电离生成少量[B(OH)₄]^-和H⁺，则[B(OH)₄]^-的空间构型为 ______

(3)某M原子的外围电子排布式为3s²3p⁵，铜与M形成化合物的晶胞如上图2所示黑点代表铜原子，空心圆代表M原子．

该晶体化学式为 ______ ．

已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0，则铜与M形成的化合物属于 ______ 填“离子”、“共价”化合物．

(4)Cu₃N的晶胞结构如右上图3， N^3-的配位数为 ______ ，Cu⁺半径为apm，N^3-半径为bpm，Cu₃N的密度为 ______ g·cm^-3。(阿伏加德罗常数用表示)

Answer

1s22s22p63s23p63d10 2NA sp、sp2 N 3 正四面体型 CuCl 共价 。

【解析】

根据基态离子核外电子排布规律写出离子的基态电子排布式；根据等电子原理判断离子结构；根据价层电子对互斥理论判断空间构型；根据电离能规律判断电离能大小；根据均摊法计算晶胞中粒子个数及晶胞密度。

(1)①Cu为29号元素，3d轨道有10个电子，4s轨道有1个电子，Cu原子失去最外层电子形成Cu+，Cu+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10；

②等电子体的结构相似，则中含有三键，所以在1个含有2个π键，故1mol中，含有2NA个π键，故答案为：2NA；

③丙烯腈(CH2=CHC=N)中的C分别形成2个σ键和3个σ键，故碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化；越易失去一个电子，则第一电离能越大，CH2=CHC=N中N元素最难失去电子，则N的第一电离能最大，故答案为：sp、sp2；N；

(2)一个H3BO3分子对应着6个氢键，一个氢键对应着2个H3BO3分子，因此含有1mol H3BO3分子的晶体中有3mol氢键，[B(OH)4]-中B原子形成4个共价键，则B原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，没有孤电子对，空间结构为正四面体型，故答案为：3；正四面体型；

(3)M原子的外围电子排布式为3s23p5，M原子为Cl原子，则

①由晶胞结构可知，Cu原子处于晶胞内部，晶胞中含有4个Cu原子，Cl原子位于顶点与面心上，晶胞中含有Cl原子数目为，故化学式为CuCl，故答案为：CuCl；

②电负性差值大于1.7原子间易形成离子键，小于1.7原子间形成共价键，铜与X的电负性分别为1.9和3.0，差值为1.1小于1.7，形成共价键，故答案为：共价；

(4)该晶胞中大球个数，小球个数，根据其化学式知，小球为N3-、大球为Cu+，N3-的配位数为6，该晶胞棱长，晶胞体积，晶胞密度，故答案为：6；。