Question

【化學--選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）
銅、鐵都是日常生活中常見的金屬，它們的單質(zhì)及其化合物在科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛用途。
請回答以下問題：
（1）超細銅粉可用作導電材料、催化劑等，其制備方法如下：

①Cu²⁺的價電子排布圖                ; NH₄CuSO₃中N、O、S三種元素的第一電離能由大到小順序為_______________________(填元素符號)。
②的空間構(gòu)型為_____________，離子中心原子的雜化方式為           。
（2）請寫出向Cu(NH₃)₄SO₄水溶液中通入SO₂時發(fā)生反應的離子方程式：           。
（3）某學生向CuSO₄溶液中加入少量氨水生成藍色沉淀，繼續(xù)加入過量氨水沉淀溶解，得到深藍色透明溶液，最后向該溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O晶體。
①下列說法正確的是        
a．氨氣極易溶于水，是因為NH₃分子和H₂O分子之間形成3種不同的氫鍵
b．NH₃分子和H₂O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角
c．Cu(NH₃)₄SO₄所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵
d．Cu(NH₃)₄SO₄組成元素中電負性最大的是氮元素
②請解釋加入乙醇后析出晶體的原因                     ．
（4）Cu晶體的堆積方式如圖所示，設Cu原子半徑為r,
晶體中Cu原子的配位數(shù)為_______，晶體的空間利用率
為                           （  ,列式并計算結(jié)果）。

Answer 1

（15分）
（1）①       
N>O>S�。�1分）
②正四面體形（1分）sp³雜化（1分）
（2） 2Cu(NH₃)₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-（2分）
（3）①   c（1分） ②乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度（2分）　
（4）12 （2分）           
 或  或 ( 或 74．8％，列式2分，結(jié)果1分，共3分)

試題分析：（1）①Cu²⁺的價層電子數(shù)是9個，所以Cu²⁺的價電子排布圖為；N、O、S三種元素中由于N原子的2p軌道是半充滿狀態(tài)，所以第一電離能最大；同主族元素，隨電子層數(shù)的增多，第一電離能逐漸減小，所以3種元素的第一電離能由大到小順序為N>O>S
②SO₄^2-的價層電子對數(shù)=4+1/2(6+2-4×2)=4，所以空間構(gòu)型為正四面體型；SO₃^2-離子的價層電子對數(shù)=3+1/2(6+2-3×2)=4，所以中心原子的雜化方式為sp³雜化；
（2）由流程圖可知向Cu(NH₃)₄SO₄水溶液中通入SO₂時生成白色沉淀，根據(jù)所給沉淀的化學式書寫離子方程式，所以離子方程式為2Cu(NH₃)₄²⁺+3SO₂+4H₂O=2NH₄CuSO₃↓+6NH₄⁺+SO₄^2-；
（3）①a．氨氣極易溶于水，是因為NH₃分子和H₂O分子之間形成2種不同的氫鍵，N與H，O與H之間，錯誤；b．NH₃分子和H₂O分子，分子空間構(gòu)型不同，氨氣是三角錐型，水是角形，氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角，錯誤；c． Cu(NH₃)₄SO₄所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵，硫酸根離子與配離子之間是離子鍵，N與H之間是共價鍵，氨氣與銅離子之間是配位鍵，正確；d． Cu(NH₃)₄SO₄組成元素中電負性最大的是氧元素，錯誤，答案選c；
②根據(jù)相似相容原理，極性分子易溶于極性溶劑，乙醇分子極性比水分子極性弱，加入乙醇降低溶劑的極性，從而減小溶質(zhì)的溶解度；
（4）Cu晶體的堆積方式是面心立方最密堆積，所以配位數(shù)是12；由圖可知，立方體的面的對角線長是4r，所以立方體的棱長a=2r，1個Cu的體積是4/3πr³,晶胞中Cu原子的個數(shù)是4個，所以晶體的空間利用率為4×4/3πr³/a³=．