题目内容
【题目】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SO42-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 molπ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)___________。
【答案】 氮 b、c、d 4 或 sp3 CO32-(NO3-) b
【解析】(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N;
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;故答案为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×+6×=4,晶胞边长a=a nm=a×10-7cm,晶胞体积=(a×10-7cm)3,密度ρ=;
(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,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)=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=,中心原子为sp2杂化,立体构型为平面三角形;
(3)①a.分子式相同结构不同的化合物互称同分异构体,N4与N2都是N元素的单质,属于同素异形体,故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,故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,故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,故d错误;故答案为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+的结构图为。