Question

（13分）［化學——物質結構與性質］由Cu、N、B等元素組成的新型材料有著廣泛用途。
（1）基態 Cu⁺ 的核外電子排布式為            。在高溫下CuO 能分解生成Cu₂O，試從原子結構角度解釋其原因：                               。
（2）立方氮化硼是一種新型的超硬、耐磨、耐高溫的結構材料，它屬于　  　晶體。
（3）化合物A (H₃BNH₃) 是一種潛在的儲氫材料，它可由六元環狀化合物 (HB=NH)₃通過3CH₄ + 2 (HB=NH)₃ + 6H₂O →3CO₂ + 6H₃BNH₃ 制得。
①與上述化學方程式有關的敘述不正確的是         。（填標號）

A．反應前后碳原子的軌道雜化類型不變

B．CH4、H2O、CO2分子空間構型分別是：正四面體形、V形、直線形

C．第一電離能：N＞O＞C＞B

D．化合物A中存在配位鍵

②1個 (HB=NH)₃分子中有　　個σ鍵。
（4）在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環狀等多種結構形式。圖（a）是一種鏈狀結構的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為　　      。圖（b）是硼砂晶體中陰離子的環狀結構，其中硼原子采取的雜化類型為　      　　。

Answer 1

（1） [Ar]3d¹⁰ ；結構上Cu²⁺為3d⁹，而Cu⁺為3d¹⁰全充滿更穩定  （2） 原子晶體    
（3） ① A    ②12   （4）  [BO₂]_n^n－（或BO₂^－）；sp²、sp³

試題分析：（1）Cu是29號元素。基態 Cu⁺ 的核外有28個電子。核外電子排布式為[Ar]3d¹⁰ ；在高溫下CuO 能分解生成Cu₂O，是因為CuO在變為Cu₂O時，其中的Cu的結構由Cu²⁺的3d⁹變為3d¹⁰的全充滿Cu⁺。更穩定的結構。（2）立方氮化硼是一種新型的超硬、耐磨、耐高溫的結構材料，它屬于原子晶體。（3）①A. 在反應前后CH₄中的碳原子的軌道雜化類型是sp³雜化，在反應后CO₂中的碳原子的軌道雜化類型是sp雜化。軌道雜化類型改變。錯誤。B.  CH₄、H₂O、CO₂分子空間構型分別是：正四面體形、V形、直線形。正確。C. 一般情況下，同一周期的元素，元素的非金屬性越強，原子半徑越小，第一電離能越大。但是由于N原子的核外電子是處于半充滿的穩定狀態，所以其第一電離能比O鹽酸的還大。因此第一電離能大小關系是：N＞O＞C＞B。正確。D. 在化合物A中的N原子上存在配位鍵。正確。②由H₃BNH₃的分子結構可知在1個(HB=NH)₃分子中有12個σ鍵.（4）由圖（a）可知多硼酸根離子符號為BO₂^－或[BO₂]_n^n－。由圖（b）硼砂晶體可知：其中硼原子采取的雜化類型sp²、sp³兩種類型。