Question

9．原子序數(shù)小于36的A、B、C、D、E五種元素，原子序數(shù)依次增大，A、D能形成兩種液態(tài)化合物甲和乙，原子個數(shù)比分別為2：1和1：1，B是形成化合物種類最多的元素，C原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，E基態(tài)原子的第一能層與第四能層填充的電子數(shù)相同，第二能層與第三能層填充的電子數(shù)相同．
I．B₂A₂是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料．
（1）將B₂A₂通入[Cu（NH₃）₂]Cl溶液生成Cu₂C₂紅棕色沉淀．[Cu（NH₃）₂]Cl中存在的化學(xué)鍵的類型有離子鍵、共價鍵和配位鍵，Cu⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰．
（2）B₂A₂與ABC反應(yīng)可得丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）．ABC分子的構(gòu)型是直線形．丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是sp和sp²
II．工業(yè)上用EB₂與A₂D反應(yīng)生成B₂A₂．
（3）EB₂中的B₂^2-與D₂²⁺互為等電子體，D₂²⁺的電子式可表示為；1mol D₂²⁺中含有的π鍵數(shù)目為2N_A．
（4）工業(yè)制B₂A₂的原料（EB₂、A₂D）以及產(chǎn)物（B₂A₂）的沸點(diǎn)從高到低排序，其順序?yàn)镃aC₂H₂OC₂H₂（用化學(xué)式表示），其理由為CaC₂、H₂O、C₂H₂分別屬于離子晶體、分子晶體、分子晶體，離子晶體的沸點(diǎn)高于分子晶體；H₂O分子間存在氫鍵，作用力較大，故其沸點(diǎn)高于C₂H₂．
（5）EB₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似（如圖所示），但EB₂晶體中含有的中啞鈴形B₂^2-的存在，使晶胞沿一個方向拉長，晶胞的邊長分別為0.387nm、0.387nm、0.637nm．EB₂晶體中，陽離子的配位數(shù)為4，距離最近的兩個陽離子之間的距離為0.273nm（保留3位有效數(shù)字），EB₂的密度$\frac{\frac{64}{{N}_{A}}×4}{（0.387×0.387×0.673）×1{0}^{-21}}$g/cm³（列式即可）．

Answer 1

分析 原子序數(shù)小于36的A、B、C、D、E五種元素，原子序數(shù)依次增大，A、D能形成兩種液態(tài)化合物甲和乙，原子個數(shù)比分別為2：1和1：1，則A是H、D是O元素，甲是H₂O、乙是H₂O₂；
B是形成化合物種類最多的元素，為C元素；
C原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，則C是N元素；
E基態(tài)原子的第一能層與第四能層填充的電子數(shù)相同，第二能層與第三能層填充的電子數(shù)相同，則E是Ca元素；
I．（1）陰陽離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間易形成共價鍵，含有孤電子對和空軌道的原子之間易形成配位鍵；
Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去最外層1個電子生成Cu⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Cu⁺核外電子排布式；
（2）C₂H₂與HCN反應(yīng)可得丙烯腈（H₂C=CH-C≡N），HCN分子中C原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷HCN分子的構(gòu)型；
丙烯腈分子中亞甲基C原子價層電子對個數(shù)是3、剩余兩個C原子價層電子對個數(shù)是2，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型；
II．（3）CaC₂中的C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，等電子體原子個數(shù)相同、電子數(shù)相同、結(jié)構(gòu)相似，據(jù)此書寫O₂²⁺的電子式；一個O₂²⁺中含有2個π鍵；
（4）工業(yè)制C₂H₂的原料（CaC₂、H₂O）以及產(chǎn)物（C₂H₂）的沸點(diǎn)從高到低排序，離子晶體熔沸點(diǎn)高于分子晶體，含有氫鍵的熔沸點(diǎn)較高；
（5）CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似（如圖所示），但CaC₂晶體中含有的中啞鈴形C₂^2-的存在，使晶胞沿一個方向拉長，晶胞的邊長分別為0.387nm、0.387nm、0.637nm，CaC₂晶體中，陽離子的配位數(shù)為4，距離最近的兩個陽離子之間的距離=$\sqrt{2}$×$\frac{0.387}{2}$nm；
該晶胞中Ca²⁺個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$+1=4、C₂^2-個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+8×$\frac{1}{2}$=4，其密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$．

解答 解：原子序數(shù)小于36的A、B、C、D、E五種元素，原子序數(shù)依次增大，A、D能形成兩種液態(tài)化合物甲和乙，原子個數(shù)比分別為2：1和1：1，則A是H、D是O元素，甲是H₂O、乙是H₂O₂；
B是形成化合物種類最多的元素，為C元素；
C原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子，則C是N元素；
E基態(tài)原子的第一能層與第四能層填充的電子數(shù)相同，第二能層與第三能層填充的電子數(shù)相同，則E是Ca元素；
I．（1）陰陽離子之間存在離子鍵，非金屬元素之間易形成共價鍵，含有孤電子對和空軌道的原子之間易形成配位鍵，所以銅銨絡(luò)離子和氯離子之間存在離子鍵、N-H原子之間存在共價鍵、Cu原子和N原子之間存在配位鍵，所以該物質(zhì)中含有離子鍵、共價鍵和配位鍵；
Cu是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去最外層1個電子生成Cu⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫Cu⁺核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰，
故答案為：離子鍵、共價鍵和配位鍵；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；
（2）C₂H₂與HCN反應(yīng)可得丙烯腈（H₂C=CH-C≡N），HCN分子中C原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論知，HCN分子的構(gòu)型為直線形，丙烯腈分子中亞甲基C原子價層電子對個數(shù)是3、剩余兩個C原子價層電子對個數(shù)是2，根據(jù)價層電子對互斥理論判斷C原子雜化類型為sp和sp²，
故答案為：直線形；sp和sp²；
II．（3）CaC₂中的C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，等電子體原子個數(shù)相同、電子數(shù)相同、結(jié)構(gòu)相似，據(jù)此書寫O₂²⁺的電子式為；一個O₂²⁺中含有2個π鍵，則1mol該離子含有2N_A個π鍵，
故答案為：；2N_A；
（4）工業(yè)制C₂H₂的原料（CaC₂、H₂O）以及產(chǎn)物（C₂H₂）的沸點(diǎn)從高到低排序，離子晶體熔沸點(diǎn)高于分子晶體，含有氫鍵的熔沸點(diǎn)較高，水中含有氫鍵而乙炔中不含氫鍵，則熔沸點(diǎn)大小順序是CaC₂ H₂O C₂H₂，
故答案為：CaC₂ H₂O C₂H₂；CaC₂、H₂O、C₂H₂分別屬于離子晶體、分子晶體、分子晶體，離子晶體的沸點(diǎn)高于分子晶體；H₂O分子間存在氫鍵，作用力較大，故其沸點(diǎn)高于C₂H₂；
（5）CaC₂晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似（如圖所示），但CaC₂晶體中含有的中啞鈴形C₂^2-的存在，使晶胞沿一個方向拉長，晶胞的邊長分別為0.387nm、0.387nm、0.637nm，CaC₂晶體中，陽離子的配位數(shù)為4，距離最近的兩個陽離子之間的距離=$\sqrt{2}$×$\frac{0.387}{2}$nm=0.273nm；
該晶胞中Ca²⁺個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$+1=4、C₂^2-個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+8×$\frac{1}{2}$=4，其密度=$\frac{\frac{M}{{N}_{A}}×4}{V}$=$\frac{\frac{64}{{N}_{A}}×4}{（0.387×0.387×0.673）×1{0}^{-21}}$g/cm³，
故答案為：4；0.273；$\frac{\frac{64}{{N}_{A}}×4}{（0.387×0.387×0.673）×1{0}^{-21}}$．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計算、等電子體、熔沸點(diǎn)比較、原子核外電子排布等知識點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，注意（5）中陽離子配位數(shù)是4而不是6，為易錯點(diǎn)．