Question

氨是重要的化工原料，用途广泛。

（1）合成氨工厂常用醋酸二氨合铜（由[Cu(NH₃)₂]⁺ 和CH₃COO^－构成）溶液吸收对氨合成催化剂有毒害的CO气体。

①醋酸二氨合铜所含的元素中，第一电离能最大的是           。

②醋酸二氨合铜所含元素的单质，所属的晶体类型有           （填序号）。

a．离子晶体    b．分子晶体    c．原子晶体   d．金属晶体

③第4周期中，基态原子与基态Cu原子未成对电子数目相同的元素有   种（不含Cu）。

④铜单质为面心立方晶体，其晶胞边长a nm。列式表示铜单质的密度    g·cm^－3。

（2）BF₃气体与NH₃相遇立即生成一种白色晶体：BF₃ + NH₃＝F₃B—NH₃。

①晶体F₃B—NH₃中，B原子的杂化轨道类型为         。

②写出两种与BF₃具有相同空间构型的阴离子        、         。

（3）NH₃可用于合成尿素、硫酸铵等氮肥。某化肥厂从生产的硫酸铵中检出一种组成为N₄H₄(SO₄)₂的物质。该物质在水溶液中以SO₄^2－和N₄H₄⁴⁺两种正四面体构型的离子存在。N₄H₄⁴⁺遇碱生成一种形似白磷的N₄分子。

①下列相关说法中，正确的是              （填序号）。

a．N₄是N₂的同分异构体

b．1 mol N₄分解生成N₂，形成了4 mol π键

c．白磷的沸点比N₄高，是因为P—P键键能比N—N键大

d．白磷的化学性质比N₂活泼，说明P的非金属性比N强

②画出N₄H₄⁴⁺的结构（标明其中的配位键）     。   

Answer

（1） ① 氮② b、c、d ③ 4④

（2） ① sp3 ② CO32－、NO3－（3） ① b ②

【解析】

试题分析：（1）①非金属性越强，第一电离能越大，但是最外层电子排布处于全满或半满状态时较稳定，不易失电子，第一电离能较大，醋酸二氨合铜所含的元素有Cu、O、C、H、N，由于N原子的最外层排布为半满状态，第一电离能较大，所以第一电离能最大的是氮；

②醋酸二氨合铜所含元素组成的单质，有铜属于金属晶体、金刚石属于原子晶体、氧气和氢气属于分子晶体，答案选b、c、d；

③Cu的外围电子排布为3d104s1，只有1个未成对电子，第4周期元素中，基态原子含有一个未成对电子的元素有，K、Sc、GaBr，共有4种元素；

④该晶胞中铜原子个数=8×1/8+6×1/2=4，晶胞边长a=a nm=a×10-7cm，晶胞体积=（a×10-7cm）3，密度ρ=（4×M/NA）/V=；

（2）①晶体F3B-NH3中，B原子的价层电子对数为4，则杂化类型为sp3杂化；

②BF3中B的价层电子对数为3+（3-3×1）/2=3，没有孤电子对，分子的空间构型为正三角形，CO32-中碳原子价层电子对个数=3+（4+2-3×2）×1/2=3，且不含孤电子对，所以C原子采用sp2杂化，空间构型为平面三角形，NO3- 中N原子形成3个σ键，孤对电子数=（5+1−3×2）/2，中心原子为sp2杂化，立体构型为平面三角形，所以与BF3具有相同空间构型的阴离子为CO32-；NO3-；

（3）①a．分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体，N4与N2都是N元素的单质，属于同素异形体，a错误； b．一个N2中含有2个 π键，1mol N4 分解生成2molN2，形成了4mol π键， b正确； c．结构相似的分子晶体，相对分子量越大，熔沸点越高，白磷的相对分子量比N4大，与键能无关，c错误； d．同主族从上到下，非金属性减弱，则P的非金属性比N弱，白磷的化学性质比N2活泼，与共价键稳定性有关，d错误；答案选b；

②N4H44+中每个N原子与另外3个N原子形成共价键，同时与1个氢离子形成配位键，则N4H44+的结构为。

考点：晶体类型和第一电离能、杂化方式、电子排布式、电负性、微粒的空间结构、配位键