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）下列說法正確的是abcd（不定項選擇）．
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，除因為它們都是極性分子外，還因為NH₃能與H₂O分子間形成氫鍵
（3）與NH₃互為等電子體的陽離子為H₃O⁺（寫化學式）．
（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)+孤對電子對數(shù)判斷；
b．根據(jù)CH₂=CHCN分子相當于一個碳碳雙鍵和一個碳氮參鍵通過一個碳碳單鍵相連分析；
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個原子，價電子總數(shù)為8個電子，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δ鍵和3個δ鍵，故碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化；根據(jù)每個單鍵、雙鍵、叁鍵都含有1個δ鍵，據(jù)此計算；
（5）以體心K⁺離子研究，與之距離相等且最近的K⁺位于棱的中點上，相等且最近的K⁺共有12個．

解答 解：（1）Cu的原子序數(shù)為29，價電子排布為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)+孤對電子對數(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分子相當于一個碳碳雙鍵和一個碳氮參鍵通過一個碳碳單鍵相連，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．因為NH₃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個原子，價電子總數(shù)為8個電子，則對應(yīng)的等電子體有H₃O⁺，故答案為：H₃O⁺；
（4）通過丙烯氰的結(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；因為每個單鍵、雙鍵、叁鍵都含有1個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⁺位于棱的中點上，相等且最近的K⁺共有12個，故與與每個K⁺緊鄰的K⁺數(shù)目為12個，故答案為：12．

點評 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，注意對應(yīng)知識的掌握，題目難度中等，注意把握分子雜化類型的判斷方法．