由Cu.N.B等元素组成的新型材料有着广泛用途．(1)基态Cu+的核外电子排布式为．在高温下CuO能分解生成Cu2O.试从原子结构角度解释其原因: ．(2)立方氮化硼是一种新型的超硬.耐磨.耐高温的结构材料.它属于晶体．(3)化合物A (H3BNH3) 是一种潜在的储氢材料.它可由六元环状化合物3通过3CH4+23+6H2O→3CO2+6H3BNH3制� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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由Cu、N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途．
（1）基态Cu⁺的核外电子排布式为

．在高温下CuO能分解生成Cu₂O，试从原子结构角度解释其原因：

．
（2）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，它属于

晶体．
（3）化合物A （H₃BNH₃）是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物（HB=NH）₃通过3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得．
①与上述化学方程式有关的叙述不正确的是

．（填标号）
A．反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
B．CH₄、H₂O、CO₂分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形
C．第一电离能：N＞O＞C＞B
D．化合物A中存在配位键
②1个（HB=NH）₃分子中有

个σ键．
（4）在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式．图（a）是一种链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为

．图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为

．

考点：原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）Cu原子失去1个电子生成Cu⁺，Cu⁺核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理书写Cu⁺基态核外电子排布式，轨道处于全空、半满或全满时最稳定；
（2）氮化硼是一种超硬、耐磨、耐高温的物质，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键，则氮化硼属于原子晶体；
（3）①由方程式可知：碳元素由CH₄变为CO₂，碳原子杂化类型由sp³转化为sp；
②根据无机苯中氮原子和硼原子都采取sp2杂化分析；
（4）有1个O连着一个B，剩余的两个O分别连着2个B，说明有一个O完全属于B，剩下的两个O，B只占有O的

；硼砂晶体中阴离子[B₄O₅（OH）₄]^2-中一半sp³杂化形成BO₄四面体；另一种是sp²杂化形成BO₃平面三角形结构．

解答： 解：（1）Cu原子失去1个电子生成Cu⁺，Cu⁺核外有28个电子，失去的电子数是其最外层电子数，根据构造原理知Cu⁺基态核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，结构上Cu²⁺为3d⁹，而Cu⁺为3d¹⁰全充满更稳定，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；结构上Cu²⁺为3d⁹，而Cu⁺为3d¹⁰全充满更稳定；
（2）氮化硼是一种新合成的结构材料，它是一种超硬、耐磨、耐高温的物质，熔化时所克服的微粒间的作用力为共价键，则氮化硼属于原子晶体，
故答案为：原子；
（3）①3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃，
A．由CH₄变为CO₂，碳原子杂化类型由sp³转化为sp，反应前后碳原子的轨道杂化类型已经改变，故A错误；
B．CH₄分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=4+

×（4-4×1）=4，且不含孤电子对，所以其空间构型是正四面体，H₂O中价层电子对个数=2+

×（6-2×1）=4，且含有2个孤电子对，所以H₂O的VSEPR模型为四面体，分子空间构型为V型，、CO₂分子中价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对=2+

×（4-2×2）=2，所以二氧化碳是直线型结构，故B正确；
C．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，它们的族序数分别是：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I₁（N）＞I₁（O）＞I₁（C）＞I₁（B），故C正确；
D．B一般是形成3个键，（H₃BNH₃）由六元环状化合物（HB=NH）₃通过3CH₄+2（HB=NH）₃+6H₂O→3CO₂+6H₃BNH₃制得，其中1个键是配位键，故D正确；
故答案为：A；
②1个（HB=NH）₃分子中硼原子与氮原子间以σ键结合，而剩余的p轨道形成一个共轭大π键．B-H键有3个，N-H键有3个，B-N有σ键有6个，故一共12个；
故答案为：12；
（4）图（a）是一种链状结构的多硼酸根，从图可看出，每个BO₃^2-单元，都有一个B，有一个O完全属于这个单元，剩余的2个O分别为2个BO₃^2-单元共用，所以B：O=1：（1+2×

）=1：2，化学式为：[BO₂]_n^n-（或BO₂^-），从图（b）是硼砂晶体中阴离子的环状结构可看出，[B₄O₅（OH）₄]^2-一半sp³杂化形成两个四配位BO₄四面体；另一半是sp²杂化形成两个三配位BO₃平面三角形结构，
故答案为：[BO₂]_n^n-（或BO₂^-）；sp²、sp³．

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、元素周期律等知识点，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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工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃?5H₂O，实验室可用如图所示装置（略去部分夹持仪器）模拟生产过程．

烧瓶C中发生反应如下：
Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）═Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）（Ⅰ）
2H₂S（aq）+SO₂（g）═3S（s）+2H₂O（l）（Ⅱ）
S（g）+Na₂SO₃（aq）

△

Na₂S₂O₃（aq）（Ⅲ）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若

，则整个装置气密性良好，装置D的作用是

，装置E中为

溶液．
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反应，则烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃物质的量之比为

．
（3）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择

a、蒸馏水
b、饱和Na₂SO₃溶液
c、饱和NaHSO₃溶液
d、饱和NaHCO₃溶液
实验中，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是

，已知反应（Ⅲ）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是

，反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有

a、烧杯
b、蒸发皿
c、试管
d、锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na₂S₂O₃?5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作、现象和结论：

已知Na₂S₂O₃?5H₂O遇酸易分解：S₂O₃^2-+2H⁺═S↓+SO₂↑+H₂O，供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液．

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