Question

【化學—--選修3：物質結構與性質】（15分）

金屬銅與金屬錳及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應用：

（1）Cu2＋的外圍電子排布圖可表示為 ；

（2）Mn基態(tài)原子核外處在能量最高的能級上的電子共有 種不同的運動狀態(tài)；

（3）在銅錳氧化物的催化下，空氣中CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O

① N3-和CO2是等電子體，則N3-的結構式為 ；

② HCHO分子中C原子軌道的雜化類型為 ；

（4）向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構型，[Cu(OH)4]2－的結構可用示意圖表示為 ；

（5） 用晶體的x射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)。對金屬銅的測定得到以下結果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361pm(提示：3.613=47.05），又知銅的密度為9.00g·cm-3，則銅晶胞的質量是

g（保留兩位小數(shù)）；阿伏加德羅常數(shù)為 (列式計算，保留兩位小數(shù)）。

 

Answer 1

（1）① （2分）

（2）5（2分）

3d

（3）①[N=N=N]- （2分） ②sp2 （2分）

（4） （2分）

（5） 4.23×10-22g（2分） M(Cu)=64g/mol=×NA， NA=6.05×1023mol-1（3分）

【解析】

試題分析：（1）Cu2+3d軌道排布了9個電子，所以外圍電子排布圖可表示為

（2）Mn基態(tài)原子核外能量最高的能級為3d，排布了5個電子，有5種不同的運動狀態(tài)。

（3）①N3-和CO2是等電子體，則N3-的結構與CO2相似，則結構簡式為：[N=N=N]- 。

②HCHO分子中C原子形成了2個碳氫單鍵、1個碳氧雙鍵，共3個σ鍵，所以C原子雜化方式為sp2

（4）OH?中O原子提供孤對電子，Cu提供空軌道，形成配位鍵，所以[Cu(OH)4]2－的結構示意圖為：

（5）Cu的晶胞為面心立方最密堆積，所以Cu位于頂點和面心上，1個晶胞含Cu：8×1/8+6×1/2=4，則銅晶胞的質量是：4×64÷（6.02×1023）= 4.23×10-22g；一個晶胞為研究對象，則M(Cu)=64g/mol=×NA，可得 NA=6.05×1023mol-1。

考點：本題考查電子排布、等電子體、雜化方式、配位鍵、晶胞的計算。