Question

5．目前工業(yè)上制備丙烯腈（CH₂=CHC≡N）有乙炔法、丙烯氨氧化法等．
乙炔法：H-C=C-H+HCN$→_{80～90℃}^{CuCl-NH_{4}Cl-HCl}$CH₂=CHCN
丙烯氨氧化法：CH₂=CHCH₃+NH₃+$\frac{3}{2}$O₂$\stackrel{催化劑}{→}$CH₂=CHCN+3H₂O
（1）Cu²⁺基態(tài)核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹．
（2）下列說(shuō)法正確的是abcd（不定項(xiàng)選擇）．
a．NH₄⁺空間構(gòu)型呈正四面體
b．CH₂=CHCN分子中所有原子位于同一平面
c．C₂H₂、HCN分子中所有原子均位于同一直線
d．NH₃極易溶于H₂O，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)镹H₃能與H₂O分子間形成氫鍵
（3）與NH₃互為等電子體的陽(yáng)離子為H₃O⁺（寫化學(xué)式）．
（4）丙烯腈分子中碳原子雜化軌道類型為sp、sp²；1mol丙烯腈分子中含有σ鍵的數(shù)目為6mol．
（5）HCN的鉀鹽晶胞結(jié)構(gòu)可如圖所示，則該晶胞中與每個(gè)K⁺緊鄰的K⁺數(shù)目為12（填數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）Cu的原子序數(shù)為29，價(jià)電子排布為3d¹⁰4s¹，據(jù)此書寫Cu²⁺的核外電子排布式；
（2）a．根據(jù)NH₄⁺雜化軌道數(shù)=δ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)判斷；
b．根據(jù)CH₂=CHCN分子相當(dāng)于一個(gè)碳碳雙鍵和一個(gè)碳氮參鍵通過(guò)一個(gè)碳碳單鍵相連分析；
c．根據(jù)C₂H₂、HCN分子都為sp雜化判斷；
d．根據(jù)相似相溶原理及其形成氫鍵分析溶解性；
（3）NH₃含有4個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為8個(gè)電子，結(jié)合等電子體的定義分析；
（4）丙烯腈（H₂C=CH-C≡N）中的C分別形成2個(gè)δ鍵和3個(gè)δ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化；根據(jù)每個(gè)單鍵、雙鍵、叁鍵都含有1個(gè)δ鍵，據(jù)此計(jì)算；
（5）以體心K⁺離子研究，與之距離相等且最近的K⁺位于棱的中點(diǎn)上，相等且最近的K⁺共有12個(gè)．

解答 解：（1）Cu的原子序數(shù)為29，價(jià)電子排布為3d¹⁰4s¹，則基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹或[Ar]3d⁹；　
（2）a．NH₄⁺中氮原子雜化軌道數(shù)=δ鍵數(shù)+孤對(duì)電子對(duì)數(shù)=4+0=4，所以采取sp³雜化，所以空間構(gòu)型呈正四面體，故正確；
b．CH₂=CH-C≡N分子相當(dāng)于一個(gè)碳碳雙鍵和一個(gè)碳氮參鍵通過(guò)一個(gè)碳碳單鍵相連，所以所有原子都處在同一平面上，故正確；
c．C₂H₂、HCN分子都含有一個(gè)參鍵，所以都為sp雜化，則所有原子均位于同一直線，故正確；
d．因?yàn)镹H₃能與H₂O分子間形成氫鍵，又NH₃和H₂O都是極性分子，所以根據(jù)相似相溶原理，則NH₃極易溶于H₂O，故正確；
故答案為：abcd；
（3）NH₃含有4個(gè)原子，價(jià)電子總數(shù)為8個(gè)電子，則對(duì)應(yīng)的等電子體有H₃O⁺，故答案為：H₃O⁺；
（4）通過(guò)丙烯氰的結(jié)構(gòu)可以知道碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化；故答案為：sp雜化、sp²雜化；因?yàn)槊總�(gè)單鍵、雙鍵、叁鍵都含有1個(gè)δ鍵，所以1mol丙烯腈分子中含有σ鍵的數(shù)目為6mol，故答案為：sp、sp²；6mol；
（5）以體心K⁺離子研究，與之距離相等且最近的K⁺位于棱的中點(diǎn)上，相等且最近的K⁺共有12個(gè)，故與與每個(gè)K⁺緊鄰的K⁺數(shù)目為12個(gè)，故答案為：12．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了電子排布式、原子的雜化、分子的空間構(gòu)型、原子共面、分子的極性以及晶胞等知識(shí)，注意對(duì)應(yīng)知識(shí)的掌握，題目難度中等，注意把握分子雜化類型的判斷方法．