Question

【題目】銅及其化合物有著十分重要的用途：如氨基乙酸銅[結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(H2NCH2COO)2Cu]常用作食品補(bǔ)銅劑及礦物元素飼料添加劑，硒化銅納米晶在光電轉(zhuǎn)化中有著廣泛地應(yīng)用；硫酸銅可用作配制農(nóng)藥等。

（1）基態(tài)硒原子的電子排布式為____，基態(tài)氮原子電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有__種，與硒同周期相鄰的三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>______

（2）(H2NCH2COO)2Cu氨基乙酸銅中，碳原子的雜化軌道類型是______；與氮原子成鍵的原子(含氮原子本身)形成的空間構(gòu)型是__________。

（3）硫酸銅晶體的組成可表示為[Cu(H2O)4]SO4·H2O，實(shí)驗(yàn)測(cè)得該物質(zhì)中存在氫鍵且水分子成“鍵”情況與冰中類似，則1mol[Cu(H2O)4]SO4·H2O中氫鍵數(shù)目為__NA。

（4）硫酸銅在高溫下分解有可能得到CuO、Cu2O、SO2、SO3等物質(zhì)，其中CuO的熔點(diǎn)為1026℃。

①CuO的晶體類型是_____，熔點(diǎn)Cu2O>Cu2S的原因是______

②SO2與SO3中，屬于非極性分子的是__，SO2在溶劑水與溶劑CCl4中，相同溫度能溶解更多SO2的溶劑是___________

③銅的某種氧化物的晶胞如下圖所示，則該氧化物的化學(xué)式為_______，若組成粒子氧、銅的半徑分別為rOpm、rCupm，密度ρg/cm3，阿伏加德羅常數(shù)值為NA，則該晶胞的空間利用率為______(用含π的式子表示)。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s24p4 5 Br>As>Se sp2、sp3 三角錐 2 離子晶體 離子半徑O2-<S2-,Cu2O晶格能比CuS的大 SO3 H2O Cu2O 10-30

【解析】試題分析：本題考查原子核外電子排布式的書寫、第一電離能大小的比較、雜化方式和空間構(gòu)型的判斷、氫鍵的計(jì)算、晶體類型的判斷、晶體熔點(diǎn)的比較、物質(zhì)的溶解性、晶胞的分析和計(jì)算。

（1）硒的原子序數(shù)為34，Se原子核外有34個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)硒原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4。基態(tài)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，電子排布圖為，一個(gè)原子軌道就是一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)N原子電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種。與Se同周期的相鄰的三種元素為As、Se、Br，根據(jù)同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，As的價(jià)電子排布式為4s24p3，As的4p處于半充滿較穩(wěn)定，第一電離能AsSe，則三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)椋?/span>BrAsSe。

（2）氨基乙酸銅中，連接2個(gè)H的碳原子為飽和碳原子，該碳原子形成2個(gè)碳?xì)洇益I、1個(gè)碳碳σ鍵和1個(gè)碳氮σ鍵，該碳原子為sp3雜化；與氧原子連接的碳原子形成1個(gè)碳氧雙鍵（含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵）、1個(gè)碳氧單鍵（σ鍵）和1個(gè)碳碳單鍵（σ鍵），該碳原子為sp2雜化。N原子形成2個(gè)氮?dú)洇益I和1個(gè)碳氮σ鍵，N原子上有1對(duì)孤電子對(duì)，N原子為sp3雜化，與N原子成鍵的原子（含氮原子本身）形成的空間構(gòu)型為三角錐形。

（3）硫酸銅晶體中存在氫鍵且水分子成“鍵”情況與冰中類似，1mol冰晶體中存在2mol氫鍵，則1mol[Cu（H2O）4]SO4·H2O中存在2mol氫鍵，含氫鍵數(shù)目為2NA。

（4）①CuO的熔點(diǎn)較高，CuO屬于離子晶體。熔點(diǎn)Cu2OCu2S的原因是：O2-的離子半徑小于S2-，Cu2O的晶格能大于Cu2S。

②SO2的空間構(gòu)型為V形，SO2為極性分子；SO3的空間構(gòu)型為平面正三角形，SO3為非極性分子；SO2與SO3中屬于非極性分子的是SO3。SO2、H2O都屬于極性分子，CCl4屬于非極性分子，根據(jù)“相似相溶”經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，相同溫度下，能溶解更多SO2的溶劑是H2O。

③用“均攤法”，晶胞中含Cu：4個(gè)，O：8+1=2個(gè)，Cu與O的個(gè)數(shù)比為2:1，該氧化物的化學(xué)式為Cu2O。1個(gè)晶胞中氧、銅的體積之和為（4πrCu3+2πrO3）10-30cm3；1mol晶體的體積為=cm3，1個(gè)晶胞的體積為cm3NA2=cm3，該晶胞的空間利用率為（4πrCu3+2πrO3）10-30cm3cm3=10-30。