硼元素.钙元素.铜元素在化学中有很重要的地位.单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用．(1)已知CaC2与水反应生成乙炔．请回答下列问题:①将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液中生成Cu2C2红棕色沉淀.Cu+基态核外电子排布式为．其在酸性溶液中不稳定.可发生歧化反应生成Cu2+和Cu.但CuO在高温下会分解成Cu20.试从结构角度解释高� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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硼元素、钙元素、铜元素在化学中有很重要的地位，单质及其化合物在工农业生产和生活中有广泛的应用．

（1）已知CaC₂与水反应生成乙炔．请回答下列问题：
①将乙炔通入[Cu（NH₃）₂]Cl溶液中生成Cu₂C₂红棕色沉淀，Cu⁺基态核外电子排布式为

．其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu²⁺和Cu，但CuO在高温下会分解成Cu₂0，试从结构角度解释高温下CuO何会生成Cu₂O：

．
②CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，1molO₂²⁺中含有的π键数目为

．
③乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H₂C═CH-C≡N）．丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是

，构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是

．
（2）硼酸（H₃B0₃）是一种片层状结构的白色晶体，层内的H₃B0₃分子间通过氢键相连（如图1）．
则1molH₃B0₃的晶体中有

mol氢键．硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B（OH）₃?H₂ O，它电离生成少量[B（OH）₄]^一和H⁺，则[B（OH）₄]^一含有的化学键类型为

．
（3）Cu₃N的晶胞结构如图2，N^3-的配位数为

，Cu⁺半径为a pm，N^3-半径为b pm，Cu₃N的密度为

g?cm^-3．（阿伏加德罗常数用N_A表示）

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,元素电离能、电负性的含义及应用,“等电子原理”的应用

专题：

分析：（1）①原子失去高能层中高能级电子形成阳离子，结合核外电子排布规律书写Cu⁺基态核外电子排布式；Cu⁺价电子排布式为3d¹⁰，为全充满结构，更稳定；
②CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，则O₂²⁺中氧原子之间形成O≡O三键，三键中有1个σ键、2个π键；
③乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H₂C═CH-C≡N），丙烯腈分子中碳原子没有孤对电子，轨道杂化数目等于σ键数目，据此判断C原子杂化类型；非金属性越强第一电离能越大、同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势；
（2）由图可知，一个H₃BO₃分子对应着6个氢键，而一个氢键对应着2个H₃BO₃分子；[B（OH）₄]^-含有的化学键类型为共价键、配位键，
（3）晶胞中小黑色球数目为8×

=1，大黑色球2数目为12×

=3，故小黑色球为N^3-、大黑色球为Cu⁺，补全晶胞结构可知，N^3-离子周围有6个Cu⁺；
Cu⁺半径为a pm，N^3-半径为b pm，则晶胞棱长为2（a+b）pm，进而计算晶胞体积、晶胞质量，再根据ρ=

计算晶胞密度．

解答： 解：（1）①Cu⁺基态核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；Cu⁺价电子排布式为3d¹⁰，为全充满结构，更稳定，故CuO在高温下会分解成Cu₂O，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；Cu⁺价电子排布式为3d¹⁰，为全充满结构，更稳定；
②CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，则O₂²⁺中氧原子之间形成O≡O三键，三键中有1个σ键、2个π键，1molO₂²⁺中含有的π键数目为2N_A，故答案为：2N_A；
③乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈（H₂C═CH-C≡N），丙烯腈分子中碳原子没有孤对电子，H₂C、CH中碳原子均形成3个σ键，采取sp²杂化，而CN中碳原子形成2个σ键，采取sp杂化；H元素非金属性最小、其第一电离能最小，同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，N元素第一电离能第一C元素，
故答案为：sp、sp²；N；
（2）由图可知，一个H₃BO₃分子对应着6个氢键，而一个氢键对应着2个H₃BO₃分子，因此含有1 molH₃BO₃分子的晶体中有3mol氢键，[B（OH）₄]^-中O与H原子之间形成共价键、O与B之间形成配位键，含有的化学键类型为共价键、配位键，
故答案为：3；共价键、配位键；
（3）晶胞中小黑色球数目为8×

=1，大黑色球数目为12×

=3，故小黑色球为N^3-、大黑色球为Cu⁺，补全晶胞结构可知，N^3-离子周围有6个Cu⁺；
Cu⁺半径为a pm，N^3-半径为b pm，则晶胞棱长为2（a+b）pm，晶胞体积为[2（a+b）×10^-10 cm]³，晶胞质量为（64×3+14）÷N_Ag，则晶胞密度为[（64×3+14）÷N_Ag]÷[2（a+b）×10^-10 cm]³=

103×1030

4NA(a+b)3

g?cm^-3，
故答案为：6；

103×1030

4NA(a+b)3

．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及查晶胞计算、配合物、核外电子排布、等电子体、杂化轨道、电离能等，侧重考查学生对知识的迁移应用、需要学生具备扎实的基础，对学生的思维能力有一定的要求，难度中等．

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