（2）[Ar]3d9
（3）sp2 7NA或7×6.02×1023
（4）CN-或
（5）N2H4分子间存在氢键 （6）16
4.（15分）（2015·宝鸡一模）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Cu2O，试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O：
_____________。
②CaC2中
与
互为等电子体，1mol
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杂化轨道类型是________，构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是________。
（2）硼酸（H3BO3）是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连（如图）。
则1molH3BO3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·H2O，它电离生成少量[B（OH）4]-和H+，则[B（OH）4]-含有的化学键类型为_____________________________________。
（3）Cu3N的晶胞结构如图，N3-的配位数为________，Cu+半径为apm，N3-半径为bpm，Cu3N的密度为______________g·cm-3。
（阿伏加德罗常数用NA表示）
【解析】
（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，所以高温下CuO会生成Cu2O。
②
中含有碳碳三键，1个
中含有2个π键，
与
互为等电子体，所以1mol
中含有的π键数目为2NA。
③丙烯腈（H2C
CH—C≡N）中含有碳碳三键和碳碳双键。
所以丙烯腈分子中碳原子杂化轨道类型是sp、sp2。
非金属性越强，第一电离能越大，所以构成丙烯腈元素中第一电离能最大的是氮元素。
（2）由图可知1molH3BO3的晶体中有6×
=3mol氢键。
[B（OH）4]-含有的化学键类型为共价键和配位键。
（3）由Cu3N的晶胞结构图可知N3-的前后、左右、上下各有1个Cu+，所以N3-的配位数为6，Cu3N的密度为
=
=
=
=
g·cm-3。
答案：
（1）①1s22s22p63s23p63d10 Cu+价电子排布式为3d10，为全充满结构，更稳定
②2NA ③sp、sp2 N
（2）3 共价键、配位键
（3）6
【规律技法】晶体密度的求解模板
观察晶胞组成→求出一个晶胞中结构单元数目（设为N个）→求晶胞中相应物质的物质的量（n=
）→晶胞的质量（m=nM）→密度（ρ=
）。
5.（12分）（2015·潍坊一模）氮和硼元素在化学中占有很重要的地位。
（1）写出氮元素基态原子的价电子排布式_________________。
硼、氮和氧元素的电负性由大到小的顺序为_________________。
（2）氮和硼两元素氟化物的化学式相似，均为AB3型，但分子的空间结构有很大不同，其原因是______________________，其中BF3的分子构型为___________
________________。
（3）BN的晶体结构与金刚石相似，其中硼原子的杂化方式为_________________，
微粒间存在的作用力是________。
（4）N2分子中存在的σ键和π键数目之比为________。
【解析】
（1）氮元素基态原子的价电子排布式为2s22p3。
同周期主族元素的电负性随原子序数的增大而增大，则硼、氮和氧元素的电负性由大到小的顺序为O>N>B。
（2）NF3中氮原子采取sp3杂化，氮原子核外有一对孤电子对，分子结构呈三角锥形；BF3中硼原子为sp2杂化，分子结构呈平面三角形。
（3）金刚石中碳原子采用sp3杂化，BN的晶体结构与金刚石相似，其中硼原子的杂化方式为sp3杂化，该晶体为原子晶体，微粒间存在的作用力是共价键。
（4）氮气分子中含有氮氮三键，一个氮氮三键中含有一个σ键和两个π键，故N2分子中存在的σ键和π键数目之比为1∶2。
答案：
（1）2s22p3 O>N>B
（2）氮原子与硼原子采用不同的杂化方式 平面三角形
（3）sp3 共价键 （4）1∶2
【加固训练】（2015·朝阳二模）能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式___________________________。
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能。
富勒烯（C60）的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为________；1molC60分子中σ键的数目为________。
科学家把C60和K掺杂在一起制造出的化合物具有超导性能，其晶胞如图2所示。
该化合物中的K原子和C60分子的个数比为________。
（3）多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。
①第一电离能：
As________Se（填“>”“<”或“=”）。
②二氧化硒分子的空间构型为________。
（4）金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中，一种金属镁酞菁配合物的结构如图3，请在图中用箭头表示出配位键的位置。
【解析】
（1）镍原子核外有28个电子，其基态镍原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。
（2）每个碳原子形成3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2杂化，每个碳原子含有的σ键的个数为
，所以1molC60分子中σ键的数目=1mol×60×
×NAmol-1=90NA，晶胞中钾原子数目=2×6×
=6、C60分子数目=1+8×
=2，故晶胞中钾原子、C60分子数目之比=6∶2=3∶1。
（3）①As和Se属于同一周期，且As属于第ⅤA族，砷属于第ⅥA族，砷原子4p能级容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于Se；
②二氧化硒分子中硒原子孤电子对数为1、价层电子对数为3，所以其空间结构为V形。
（4）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，氮原子一般形成3个共价键，还有孤电子对，因此形成4个共价键的位置为配位键。
答案：
（1）1s22s22p63s23p63d84s2
（2）sp2 90NA 3∶1 （3）①> ②V形
（4）
6.（14分）（2015·呼伦贝尔一模）
（1）元素的第一电离能：
N____O（填“>”或“<”）
（2）基态Fe2+的电子排布式为________________________________。
（3）在N、Mg、Al、Si四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：
电离能
I1
I2
I3
I4
…
In/kJ·mol-1
578
1817
2745
11575
…
则该元素的元素符号是________。
（4）N
的空间构型____________（用文字描述），S
中硫原子的杂化方式为_________________。
（5）硅烷（SinH2n+2）的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是__________________________。
（6）金属铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，铜的原子半径为rnm，则铜晶胞的体积表达式为_______cm3。
【解析】
（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，由于第ⅡA族元素和第ⅤA族元素最外层电子处于稳定结构，所以它们的第一电离能大于同周期其他相邻元素，所以N的第一电离能大于O。
（2）铁为26号元素，根据核外电子排布规律可知基态Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。
（3）根据同一电子层上电子的电离能相近，比较表中电离能的数据可知，I1、I2、I3的数据与I4的数据差别较大，所以该原子应该有3个电子在同一层，所以该元素为Al。
（4）根据N
的中心原子的价层电子对数为
=3，所以氮原子杂化方式为sp2杂化，离子中没有孤电子对，所以其空间构型为平面三角形，S
中硫原子的价层电子对数为
=4，所以硫原子的杂化方式为sp3杂化。
（5）硅烷是分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，沸点越高。
（6）金属铜原子的堆积方式为面心立方最密堆积，即铜原子位于晶胞立方体的顶点和面心上，所以晶胞的面对角线等于铜原子半径的4倍，所以晶胞的边长应为面对角线的
，铜的原子半径为rnm，所以铜晶胞的体积为（
×4rnm）3=1.6
×10-20r3cm3。
答案：
（1）>
（2）1s22s22p63s23p63d6
（3）Al
（4）平面三角形 sp3杂化
（5）硅烷是分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高
（6）1.6
×10-20r3
7.（16分）（2015·西安三模）
（1）PM2.5富含大量的有毒、有害物质，易引发二次光化学烟雾，光化学烟雾中含有NOx、HCOOH、
（PAN）等二次污染物。
①1molPAN中含有的σ键数目为________个。
PAN中四种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe（NO）（H2O）5]SO4，该配合物中中心离子的配位数为________，中心离子的核外电子排布式为________________。
③相同压强下，HCOOH的沸点比CH3OCH3______（填“高”或“低”），其原因是__________________________________________。
（2）PM2.5微细粒子包含（NH4）2SO4、NH4NO3等。
①（NH4）2SO4晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________（填序号）。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力e.氢键
②NH4NO3中阳离子的空间构型为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。
（3）测定大气中PM2.5的浓度的方法之一是β-射线吸收法，β-射线放射源可用85Kr。
已知Kr晶体的晶胞结构如图所示，设晶体中与每个氪原子紧密相邻的氪原子有π个，晶胞中氪原子为n个，则
=________（填数字）。
【解析】
（1）①一个单键就是一个σ键，一个双键中含有一个σ键，一个π键，
中共有11个共价键，所以1molPAN中含有的σ键数目为10mol；根据元素周期律，以及第ⅤA族比同周期的ⅥA族第一电离能高，可知N、O、C、H的第一电离能依次减小；
②配位体位于方括号中，由1个NO和5个H2O分子构成；中心离子为Fe2+，铁是26号元素，所以Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6；
③HCOOH分子间能形成氢键，CH3OCH3不能形成分子间氢键，所以相同压强下，HCOOH的沸点比CH3OCH3高。
（2）①（NH4）2SO4晶体中铵根离子和硫酸根离子之间是离子键，而铵根离子和硫酸根离子内部都是共价键，其中铵根离子内部含一个配位键；
②N
的中心原子氮原子价层电子对数=
=4，孤电子对=
=0，所以N
的空间构型为正四面体，N
的中心原子氮原子价层电子对数=
=3，所以氮原子按sp2方式杂化。
（3）与每个氪原子相紧邻的氪原子有3×4=12，晶胞中含氪原子数为8×
+6×
升级会员 