Question

【化學(xué)—--選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（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(yīng)用：

(1)Cu2＋的外圍電子排布圖可表示為_(kāi)______________________________________；

(2)Mn基態(tài)原子核外處在能量最高的能級(jí)上的電子共有________種不同的運(yùn)動(dòng)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(jié)構(gòu)式為_(kāi)________________________________；

② HCHO分子中C原子軌道的雜化類(lèi)型為_(kāi)__________________________________；

(4)向CuSO4溶液中加入過(guò)量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu(OH)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為_(kāi)_____________________________；

(5) 用晶體的x射線(xiàn)衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)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(zhì)量是________________________g（保留兩位小數(shù)）；阿伏加德羅常數(shù)為_(kāi)____________________________________(列式計(jì)算，保留兩位小數(shù)）。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】物質(zhì)結(jié)構(gòu)、原子核外電子排布、晶胞計(jì)算

【答案解析】 (1)①（2分）                                       （2）5（2分）

E

E

E

E

#

            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）

E	E	E	E	#
3d

解析：（1）Cu2＋是銅原子失去4S上1個(gè)電子和3d上1個(gè)電子，外圍為3d9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(jí)上的電子為3d有5個(gè)電子，所以有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（3）① N3-和CO2是等電子體，CO2是直線(xiàn)型分子，所以N3-離子也是直線(xiàn)型，得其結(jié)構(gòu)式為[N=N=N]- ② HCHO分子中C原子形成3個(gè)σ鍵，雜化軌道數(shù)為3，則雜化類(lèi)型為sp2   

（4）銅原子和4個(gè)羥基形成4個(gè)配位鍵，得

（5）1pm=10-10cm，故一個(gè)晶胞的體積為（361×10-10cm）3=4.7×10-23cm3；晶胞的質(zhì)量=體積×密度，故一個(gè)晶胞的質(zhì)量為4.7×10-23cm3×9.00g•cm-3=4.23×10-22g。金屬銅晶胞為面心立方最密堆積則每個(gè)晶胞含有4個(gè)銅原子，銅的摩爾質(zhì)量=1/4×晶胞質(zhì)量×NA，所以64g•mol-1=1/4×4.23×10-22g×NA，得NA=6.05×1023mol-1。

【思路點(diǎn)撥】本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)、等電子體、雜化軌道有關(guān)知識(shí)，難度不大。