【化学--选修3物质结构与性质】（15分）
铜、铁都是日常生活中常见的金属，它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途。
请回答以下问题：
（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①Cu²⁺的价电子排布图                ; NH₄CuSO₃中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为_______________________(填元素符号)。
②的空间构型为_____________，离子中心原子的杂化方式为           。
（2）请写出向Cu(NH₃)₄SO₄水溶液中通入SO₂时发生反应的离子方程式：           。
（3）某学生向CuSO₄溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O晶体。
①下列说法正确的是        
a．氨气极易溶于水，是因为NH₃分子和H₂O分子之间形成3种不同的氢键
b．NH₃分子和H₂O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角
c．Cu(NH₃)₄SO₄所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．Cu(NH₃)₄SO₄组成元素中电负性最大的是氮元素
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因                     ．
（4）Cu晶体的堆积方式如图所示，设Cu原子半径为r,
晶体中Cu原子的配位数为_______，晶体的空间利用率
为                           （  ,列式并计算结果）。

下列有关化学用语使用正确的是

A．CH₄ 分子的比例模型：       B．NH₃的电子式：

C．硫离子的离子结构示意图：    D．聚乙烯的结构简式为：

【解析】A中是球棍模型。氨气是由极性键形成的共价化合物，N原子还有1对电子没有参与成键，电子式为。聚乙烯的单体是乙烯，所以其结构简式为 ，因此正确的答案是C。

下列有关化学用语使用正确的是

A．CH₄ 分子的比例模型：       B．NH₃的电子式：

C．硫离子的离子结构示意图：    D．聚乙烯的结构简式为：

【解析】A中是球棍模型。氨气是由极性键形成的共价化合物，N原子还有1对电子没有参与成键，电子式为。聚乙烯的单体是乙烯，所以其结构简式为 ，因此正确的答案是C。

氮是地球上极为丰富的元素。

   （1）N₂是大气的主要成分之一，由于分子中键能很大，所以性质稳定。已知N≡N的键能为946 kJ·mol^－1，N—N单键的键能为193kJ·mol^－1。

计算：N₂分子中“π”键的键能约为                 ；

结论：N₂分子中“σ”和“π”键的稳定性            。

（2）氮的氧化物是大气污染物之一。为了消除污染，科研人员设计了同时消除二氧化硫和氮的氧化物的方法，其工艺流程如下：

其中清除室、分解室发生的反应如下：

清除室：NO + NO₂ = N₂O₃     N₂O₃ + 2H₂SO₄ = 2NOHSO₄+ H₂O

分解室：4NOHSO₄ + O₂ + 2H₂O = 4H₂SO₄+ 4NO₂

回答下列问题：

Ⅰ．①和②分别为（写化学式）         、           ；

Ⅱ．氧化室发生的反应是                              ；

（3）金属氮化物是一类重要的化学物质，有着特殊的用途。某金属离子（M⁺）与N^3—形成的晶体结构如右图所示。其中M⁺中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它M⁺的符号是          ，与同一个N^3－相连的M⁺有         个。

（4）NH₃既是重要的工业产品，又是主要的工业原料。以NH₃为原料生产硝酸铵的过

程如下：

其中反应②为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃  原料气为氨气和空气的混合物，假设空气中氧气的体积分数为0.2。

Ⅰ．写出反应①的化学方程式                     。若不考虑副反应且各步反应均完全，生产过程中原料气中的氨气（不包含第③步被硝酸吸收的氨气）和空气中氧气恰好全部转化为硝酸，则原料气中制备硝酸的氨气和氧气的体积比为      。

Ⅱ．若实际生产中，反应①中氨的转化率（或利用率）为70%，反应②中NO的转化率为90%，反应③中氨和硝酸均完全转化。则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为多少？（写出计算过程）

（12分）

为了比较温室效应气体对目前全球增温现象的影响，科学家通常引用“温室效应指数”，以二氧化碳为相对标准。表1有(A)至(I)共九种气体在大气中的体积百分比及其温室效应指数。

结合表中列出的九种气体，试参与回答下列各题：

（1）下列由极性键形成的非极性分子是       。

A．N₂       B．O₂        C．H₂O        D．CO₂             E．CH₄

（2）下列说法正确的是            。

A．N₂O与CO₂, CCl₃F与CCl₂F₂互为等电子体

B．CCl₂F₂无同分异构体，说明其中碳原子采用sp²方式杂化

C．CCl₂F₂是目前引起温室效应的主要原因

D．H₂O沸点是九种物质中最高的，是因为水分子间能形成氢键

（3）在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体如：NF₃、CHClFCF₃、C₃F₈，它们虽是微量的，有些确是强温室气体，下列推测正确的是    。

A．由价层电子对互斥理论可确定NF₃分子呈平面三角形

B．C₃F₈在CCl₄中的溶解度比水中大

C．CHClFCF₃存在手性异构

D．电负性：N＜O＜F

（4）甲烷晶体的晶胞结构如图，下列有关说法正确的  。

A．甲烷在常温下呈气态,说明甲烷晶体属于分子晶体

B．晶体中1个CH₄分子有6个紧邻的甲烷分子

C．CH₄晶体熔化时需克服共价键

D．可燃冰（8CH₄·46H₂O）是在低温高压下形成的晶体[来源:学*科*网]

（5）水能与多种过渡金属离子形成络合物，已知某紫红色络合物的组成为CoCl₃·5NH₃·H₂O。其水溶液显弱酸性，加入强碱并加热至沸腾有氨放出，同时产生Co₂O₃沉淀；加AgNO₃于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，过滤后再加AgNO₃溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为                    。                                              

A．[ CoCl₂(NH₃)₄ ]Cl·NH₃·H₂O            B．[ CoCl(NH₃)₅]Cl₂·H₂O

C．[ CoCl₂(NH₃)₃(H₂O)]Cl·2NH₃            D．[ Co(NH₃)₅(H₂O)]Cl₃

（6）题（5）中钴离子在基态时核外电子排布式为：                            。