Question

（13分）［化学——物质结构与性质］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　      　　。

Answer 1

（1） [Ar]3d¹⁰ ；结构上Cu²⁺为3d⁹，而Cu⁺为3d¹⁰全充满更稳定  （2） 原子晶体    
（3） ① A    ②12   （4）  [BO₂]_n^n－（或BO₂^－）；sp²、sp³

试题分析：（1）Cu是29号元素。基态 Cu⁺ 的核外有28个电子。核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰ ；在高温下CuO 能分解生成Cu₂O，是因为CuO在变为Cu₂O时，其中的Cu的结构由Cu²⁺的3d⁹变为3d¹⁰的全充满Cu⁺。更稳定的结构。（2）立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料，它属于原子晶体。（3）①A. 在反应前后CH₄中的碳原子的轨道杂化类型是sp³杂化，在反应后CO₂中的碳原子的轨道杂化类型是sp杂化。轨道杂化类型改变。错误。B.  CH₄、H₂O、CO₂分子空间构型分别是：正四面体形、V形、直线形。正确。C. 一般情况下，同一周期的元素，元素的非金属性越强，原子半径越小，第一电离能越大。但是由于N原子的核外电子是处于半充满的稳定状态，所以其第一电离能比O盐酸的还大。因此第一电离能大小关系是：N＞O＞C＞B。正确。D. 在化合物A中的N原子上存在配位键。正确。②由H₃BNH₃的分子结构可知在1个(HB=NH)₃分子中有12个σ键.（4）由图（a）可知多硼酸根离子符号为BO₂^－或[BO₂]_n^n－。由图（b）硼砂晶体可知：其中硼原子采取的杂化类型sp²、sp³两种类型。