题目内容

8.目前工业上制备丙烯腈(CH2═CHC≡N)有乙炔法、丙烯氨氧化法等.
乙炔法:CH2═CHC≡N+HCN$→_{80-90℃}^{CuCl_{2}-NH_{4}-HCl}$CH2═CHCN
丙烯氨氧化法:CH2═CHCH3+NH3+$\frac{3}{2}$O2$\stackrel{催化剂}{→}$CH2═CHCN+3H2O
(1)下列说法正确的是ac(不定项选择):
a.NH4+空间构型呈正四面体
b.CH2=CHCN分子中只有碳、氢原子位于同一平面
c.C2H2、HCN分子中所有原子均位于同一直线
d.NH3极易溶于H2O,是因为它们都是极性分子
(2)与NH3互为等电子体的阳离子为H3O+(写化学式).
(3)1mol丙烯腈分子中含有σ键的数目为6mol[或6×6.02×1023、或3.6×1024、或6NA].
(4)铜能与浓盐酸缓慢发生置换反应产生氢气,有配合物H[CuCl2]生成.
①该反应的化学方程式为2Cu+4HCl(浓)=2H[CuCl2]+H2↑.
②H[CuCl2]在空气中久置会生成含[Cu(H2O)4]2+的蓝色溶液,[Cu(H2O)4]2+的结构可用示意图表示为 (或).

分析 (1)a.根据NH4+杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数判断;
b.根据CH2=CHCN分子相当于一个碳碳双键和一个碳氮参键通过一个碳碳单键相连分析;
c.根据C2H2、HCN分子都为sp杂化判断;
d.根据相似相溶原理及其形成氢键分析溶解性;
(2)NH3含有4个原子,价电子总数为8个电子,结合等电子体的定义分析;
(3)丙烯腈(H2C=CH-C≡N)中的C分别形成2个δ键和3个δ键,根据每个单键、双键、叁键都含有1个δ键,据此计算;
(4)①铜能与浓盐酸缓慢发生置换反应,有配合物H[CuCl2]生成,所以反应方程式为:2Cu+4HCl(浓)=2H[CuCl2]+H2↑;
②[Cu(H2O)4]2+中铜离子提供空轨道,氧原子提供电子对形成配位键.

解答 解:(1)a.NH4+中氮原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4,所以采取sp3杂化,所以空间构型呈正四面体,故a正确;
b.CH2=CH-C≡N分子相当于一个碳碳双键和一个碳氮参键通过一个碳碳单键相连,所以所有原子都处在同一平面上,故b错误;
c.C2H2、HCN分子都含有一个参键,所以都为sp杂化,则所有原子均位于同一直线,故c正确;
d.NH3是极性分子,水是极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂,同时NH3能与H2O分子间形成氢键,所以根据相似相溶原理,则NH3极易溶于H2O,故d错误;
故答案为:ac;
(2)NH3含有4个原子,价电子总数为8个电子,则对应的等电子体有H3O+,
故答案为:H3O+;
(3)每个单键、双键、叁键都含有1个δ键,通过丙烯氰的结构CH2═CHC≡N,可以知道,1mol丙烯腈分子中含有σ键的数目为6mol[或6×6.02×1023、或3.6×1024、或6NA],
故答案为:6mol[或6×6.02×1023、或3.6×1024、或6NA];
(4)①铜能与浓盐酸缓慢发生置换反应,有配合物H[CuCl2]生成,所以反应方程式为:2Cu+4HCl(浓)=2H[CuCl2]+H2↑,
故答案为:2Cu+4HCl(浓)=2H[CuCl2]+H2↑;
②[Cu(H2O)4]2+中铜离子提供空轨道,氧原子提供电子对形成配位键,所以[Cu(H2O)4]2+的结构可用示意图表示为

 (或),
故答案为: (或).

点评 本题主要考查了原子的杂化、分子的空间构型、原子共面、分子的极性以及配合物等知识,注意对应知识的掌握,题目难度中等.

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8.如图所示,是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置,其中各试剂瓶装的试剂为:B(碘化钾淀粉溶液),C(水),E(NaOH溶液).
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