Question

6．合成氨是化学科学对人类社会发展与进步作出巨大贡献的典例之一，合成氨工业包括原料气的制备、净化、氨的合成及各种化肥生产等．
（1）醋酸二胺合铜（I）可以除去原料气中的CO．Cu⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，生成的CH₃COO[Cu（NH₃）₃•CO]中与Cu⁺形成配离子的配体为CO和NH₃（填化学式）．
（2）NH₄NO₃中N原子杂化轨道类型为sp³、sp²，与NO₃^-互为等电子体的分子为SO₃（填化学式，举一例）．
（3）1mol CO（NH₂）₂•H₂O₂（过氧化尿素）中含有σ键的数目为10N_A．
（4）钉（Ru）系催化剂是目前合成氨最先进的催化剂，一种钌的化合物晶胞结构如图所示，有关该晶体的说法正确的是abd（填字母）．
a．晶胞中存在“RuO₆^2-”正八面体结构
b．与每个Ba²⁺紧邻的O^2-有12个
c．与每个O^2-紧邻的Ru⁴⁺有6个
d．晶体的化学式为BaRuO₃．

Answer 1

分析 （1）铜原子的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ，失去一个电子变为正一价铜离子；配合物中提供孤电子对的微粒为配体；
（2）根据中心原子的价层电子对数判断；价电子数和原子数都相同的微粒互为等电子体；
（3）CO（NH₂）₂•H₂O₂中含有一个C=O，2个C-N，4个N-H，1个O-O，2个O-H，单键中含有一个σ键，双键中含有一个σ键和一个π键；
（4）a．六个面心上的O^2-与中心的Ru⁴⁺形成正八面体结构；
b．根据晶胞结构图可知，与Ba²⁺紧邻的O^2-分布在与钡离子相连的面的面心上，这样的面共有12个；
c．与每个O^2-紧邻的Ru⁴⁺有2个；
d．利用均摊法计算化学式．

解答 解：（1）铜原子的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ 故一价铜离子的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；配合物中提供孤电子对的微粒为配体，则CH₃COO[Cu（NH₃）₃•CO]中配体为CO和NH₃；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；CO和NH₃；
（2）NH₄NO₃中铵根离子中N原子的价层电子对数=4+$\frac{1}{2}$（5-1+4×1）=4，则杂化类型为sp³，NO₃^-中N原子的价层电子对数=3+$\frac{1}{2}$（5+1-3×2）=3，则杂化类型为sp²，NO₃^-中有4个原子，5+6×3+1=24个价电子，SO₃中有4个原子，6+6×3=24个价电子，与NO₃^-是等电子体；
故答案为：sp³、sp²；SO₃；
（3）CO（NH₂）₂•H₂O₂中含有一个C=O，2个C-N，4个N-H，1个O-O，2个O-H，单键中含有一个σ键，双键中含有一个σ键和一个π键，所以1mol CO（NH₂）₂•H₂O₂（过氧化尿素）中含有σ键的数目为10N_A；
故答案为：10N_A；
（4）a．六个面心上的O^2-与中心的Ru⁴⁺形成正八面体结构，所以晶胞中存在“RuO₆^2-”正八面体结构，故a正确；
b．根据晶胞结构图可知，与Ba²⁺紧邻的O^2-分布在与钡离子相连的面的面心上，Ba²⁺与相紧邻O^2-有3×8×$\frac{1}{2}$=12个，故b正确；
c．由图可知，Ru⁴⁺在晶胞中心，O^2-在晶胞面心上，与每个O^2-紧邻的Ru⁴⁺有2个，故c错误；
d．晶胞中Ba²⁺数目为8×$\frac{1}{8}$=1，Ru⁴⁺的数目为1，O^2-数目为6×$\frac{1}{2}$=3，所以晶胞的化学式为BaRuO₃，故d正确；
故答案为：abd．

点评 本题考查物质结构和性质，涉及电子排布式、微粒空间构型判断、原子杂化方式判断、晶胞计算等知识点，利用价层电子对互斥理论、构造原理等知识点即可解答，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和对基础上的综合应用能力．