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5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sp3．(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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．

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5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sp³．
（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是（填“是”或“否”），B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为N＞O＞C＞B．
②与B₃N₃H₆互为等电子体的分子是C₆H₆（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分子的立体构型为平面三角形．
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Cu+H₂O₂+4NH₃•H₂O=Cu（NH₃）₄²⁺+2OH^-+4H₂O．
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$\frac{\sqrt{2}}{2}$a pm，则该晶体的密度为$\frac{206}{{N}_{A}×2\sqrt{2×{a}^{3}}}×1{0}^{30}$g•cm^-3（用含a的代数式表示，设N_A为阿伏伽德罗常数的值）．

分析（1）硼为5号元素，氮原子的价层电子数5，（CH₃）₂NNH₂中N原子的价层电子对数为$\frac{5+3}{2}$=4，据此判断N的杂化方式；
（2）①根据B的最外层电子数及形成的共价键数判断；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；
②原子数相同，电子总数相同的分子，互称为等电子体；根据等电子体结构相似原理确定B₃N₃H₆的结构式；
（3）①气态SeO₃分子中中心原子的价层电子对数可以判断分子构型；
②根据氧化还原反应中元素和电荷守恒，可写出离子方程式；
③晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$apm，所以晶胞的边长为$\sqrt{2}$apm，则晶胞的体积为（$\sqrt{2}$apm）³，利用均摊法计算晶胞中含有的铜原子和氮原子个数，根据ρ=$\frac{m}{V}$计算．

解答解：（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$\frac{5+3}{2}$=4，所以N的杂化方式为sp³杂化，
故答案为：5；；sp³；
（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＞B，
故答案为：是；N＞O＞C＞B；
②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，
故答案为：C₆H₆；；

（3）①气态SeO₃分子中中心原子的价层电子对数为$\frac{6+0}{2}$=3，无孤电子对，所以分子构型为平面三角形，
故答案为：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，
故答案为：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×$\frac{1}{8}$=1，Cu原子个数=12×$\frac{1}{4}$=3，晶胞体积V=（a×10^-10cm）³，晶胞的边长为$\sqrt{2}$apm，则晶胞的体积为（$\sqrt{2}$apm）³，则ρ=$\frac{\frac{64×3+14}{{N}_{A}}}{（{\sqrt{2}a×1{0}^{-10}）}^{3}}$g•cm^-3=$\frac{206}{{N}_{A}×2\sqrt{2×{a}^{3}}}×1{0}^{30}$g•cm^-3，
故答案为：$\frac{206}{{N}_{A}×2\sqrt{2×{a}^{3}}}×1{0}^{30}$g•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．

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	A．	元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
	B．	元素Y能与元素Z形成化合物Z₂Y₂，该化合物内部有两种化学键
	C．	元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：X_mY＞X_mR，沸点X_mY＜X_mR
	D．	元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸

7．实验室用乙酸、乙醇、浓硫酸制取乙酸乙酯，加热蒸馏后，在饱和Na₂CO₃溶液上面得到无色油状液体，当振荡混合时，有气泡产生，原因是（　　）

	A．	产品中有被蒸馏出的H₂SO₄		B．	有部分未反应的乙醇被蒸馏出来
	C．	有部分未反应的乙酸被蒸馏出来		D．	有部分乙醇跟浓硫酸作用生成CO₂

4．用化学知识解答问题
（1）剧烈运动后血液中产生了较多乳酸（C₃H₆O₃），使人肌肉酸痛，经过一段时间放松，由于乳
酸与吸入的氧气反应，生成二氧化碳和水，酸痛感消失．该反应的化学方程式为C₃H₆O₃+3O₂→3CO₂+3H₂O
（2）铜器在潮湿的空气中，表面会慢慢地生成一层铜锈（碱式碳酸铜），该反应的化学方程式为
2Cu+O₂+H₂O+CO₂═Cu₂（OH）₂CO₃
（3）在日常生活中常用一些铝制器皿，在清洗铝制器皿表面的污垢时，不能使用热的碱性溶液，因为铝能与热的碱性溶液中的氢氧化钠、水发生作用而被腐蚀，生成偏铝酸钠（NaAlO₂）和一种可燃性气体．
该反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑
（4）发射卫星的火箭用联氨（N₂H₄）作燃料，以四氧化二氮作氧化剂，燃烧尾气由氮气与水蒸气组成．
该反应的化学方程式为2N₂H₄+N₂O₄=3N₂+4H₂O
（5）CO 与PdCl₂反应产生黑色金属钯粉末（反应中有水参加），用此来检测CO 对环境的污染情况，此反应的化学方程式为：CO+PdCl₂+H₂O=Pd+CO₂+2HCl．

11．CuSO₄是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示．下列说法正确的是（　　）

	A．	相对于途径②，途径①更好地体现了绿色化学思想
	B．	X可能是SO₂和SO₃的混合气体
	C．	Y可以是葡萄糖溶液
	D．	将CuSO₄溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体