Question

【題目】銅及其化合物具有廣泛的應用。回答下列問題：

(1)CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子的基態核外電子排布式為__________，S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序為___________________。

(2)Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2。其中NH3中心原子的雜化軌道類型為________，[Cu(NH3)4](NO3)2中存在的化學鍵除了極性共價鍵外，還有___________。

(3)CuSO4溶液中加入過量KCN能生成配離子[Cu(CN)4]2-，1mol CN中含有的π鍵數目為_____________。與CN-互為等電子體的離子有_________(寫出一種即可)。

(4)CuSO4的熔點為560℃，Cu(NO3)2的熔點為115℃，CuSO4熔點更高的原因可能是_______________________________。

(5)已知Cu2O晶胞結構如圖所示：該晶胞原子坐標參數A為(0，0，0)；B為(1，0，0)；c為。則D原子的坐標參數為__________，它代表_________原子(填元素符號)。

(6)金屬銅是面心立方最密堆積方式，則晶體中銅原子的配位數是_______，該晶胞中Cu原子的空間利用率是__________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 N>O>S sp3 配位鍵、離子鍵 2NA C22- CuSO4和Cu(NO3)2均為離子晶體，SO42-所帶電荷比NO3-大，故CuSO4晶格能較大，熔點較高 （， ， ） Cu 12 74%

【解析】（1）CuSO4和Cu(NO3)2中陽離子均是銅離子，其基態核外電子排布式為 [Ar]3d9 或 ls22s22p63s23p63d9；非金屬性越強，第一電離能越大，但氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態，穩定性強，則S、O、N三種元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>S。（2）氨氣分子中N原子的價層電子對數是4，且不存在一對孤對電子，因此中心原子的雜化軌道類型為sp3雜化；[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化學鍵類型除了極性共價鍵外，還有離子鍵和配合物。（3）氮氣與CN-互為等電子體，分子中含有三鍵，則lmol CN-中含有的π鍵的數目為2NA或2×6.02×1023。原子數和價電子數分別都相等的互為等電子體，與CN-互為等電子體的離子有C22-；（4）由于CuSO4和Cu(NO3)2均為離子晶體，SO42-所帶電荷比NO3-大，故CuSO4晶格能較大，所以硫酸銅熔點較高。（5）①根據晶胞結構并參照A、B、C原子的原子坐標參數可知D原子的坐標參數為（， ， ）。D代表的原子均位于內部，共計4個，而白球表示的原子個數＝1＋8×1/8＝2，因此D代表Cu原子。②已知金屬銅的堆積方式是面心立方最密堆積，則晶體中銅原子的配位數是12。晶胞中銅原子個數是8×1/8+6×1/2=4。設銅原子的半徑是r，則面對角線是4r，立方體的邊長是，則立方體的面積是（）3，因此該晶胞中Cu原子的空間利用率是。