Question

【題目】黃銅礦（CuFeS2）是煉銅的最主要礦物�；鸱ㄒ睙掽S銅礦的過(guò)程中，其中一步反應(yīng)是；2Cu2O+ Cu2S6Cu+SO2。回答下列問(wèn)題。

（1）Cu+的價(jià)電子軌道表示式為__________________；Cu2O與Cu2S比較，熔點(diǎn)較高的是_______，原因?yàn)?/span>_____________________________________。

（2）SO2與SO3的鍵角相比，鍵角更大的是____________。將純液態(tài)SO3冷卻到289.8K時(shí)凝固得到一種螺旋狀單鏈結(jié)構(gòu)的固體，其結(jié)構(gòu)如下圖1所示。此固態(tài)SO3中S原子的雜化軌道類型是_______；該結(jié)構(gòu)中S—O鍵長(zhǎng)有兩類，一類鍵長(zhǎng)約140pm，另一類鍵長(zhǎng)約為160pm，較短的鍵為_________（填圖中字母）。

（3）離子化合物CaC2的一種晶體結(jié)構(gòu)如下圖2所示。寫(xiě)出該物質(zhì)的電子式_____。從鈣離子看，屬于____________堆積；一個(gè)晶胞含有的π鍵平均有______個(gè)。

（4）奧氏體是碳溶解在γ—Fe中形成的一種間隙固溶體，無(wú)磁性，其晶胞如上圖3所示，則該物質(zhì)的化學(xué)式為________，若晶體密度為dg/cm3，則晶胞中最近的兩個(gè)碳原子的距離為____________________ pm。（阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示，寫(xiě)出計(jì)算式即可）。

Answer 1

【答案】 Cu2O 兩物質(zhì)均為離子化合物，且離子所帶電荷數(shù)相同，O2-半徑小于S2-，所以Cu2O的晶格能大，熔點(diǎn)更高 SO3 sp3 a 面心立方 8 FeC

【解析】（1）本題考查軌道式的表示、晶體熔沸點(diǎn)高低判斷，Cu位于第四周期IB族，Cu＋的價(jià)電子為第三層的d能級(jí)，根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則，Cu＋價(jià)電子軌道式為；Cu2O和Cu2S都屬于離子晶體，晶格能越大，晶體熔沸點(diǎn)越高，晶格能與半徑、所帶電荷數(shù)有關(guān)，半徑越小、所帶電荷數(shù)越多，晶格能越大，Cu2O和Cu2S所帶電荷數(shù)相同，S2－的半徑大于O2－的半徑，因此Cu2S的沸點(diǎn)低于Cu2O；（2）本題考查雜化類型判斷，SO2含有的孤電子對(duì)為(6－2×2)/2=1，SO3中含有孤電子對(duì)為(6－2×3)/2=0，孤電子對(duì)之間的斥力>孤電子對(duì)－成鍵電子對(duì)之間的斥力>成鍵電子對(duì)之間斥力，因此SO3鍵角大于SO2鍵角，根據(jù)圖1，S有4個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，雜化軌道數(shù)等于價(jià)層電子對(duì)數(shù)，即雜化類型為sp3；如圖所示，a含有雙鍵的成分，鍵能較大，鍵長(zhǎng)較短，另一類為配位鍵，為單鍵，鍵能較小，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，即較短的鍵為a；（3）本題考查晶胞，根據(jù)圖2，CaC2的電子式為：；根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，Ca2＋位于頂點(diǎn)和面心，因此屬于面心立方堆積；C22－位于棱上和體心，屬于晶胞的C22－的個(gè)數(shù)為12×1/4＋1=4，根據(jù)CaC2的電子式，兩個(gè)碳原子之間有3對(duì)電子對(duì)，即1個(gè)C22－有2個(gè)π鍵，即1個(gè)晶胞中有2×4=8個(gè)π鍵；（4）本題考查晶胞知識(shí)，根據(jù)圖3，鐵原子位于頂點(diǎn)、面心，個(gè)數(shù)為8×1/8＋6×1/2=4，碳原子位于棱上和體心，個(gè)數(shù)為12×1/4＋1=4，因此化學(xué)式為FeC，晶胞的質(zhì)量為4×68/NAg，根據(jù)密度的定義，得出晶胞的邊長(zhǎng)為cm，根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，兩個(gè)最近的碳原子的距離是面對(duì)角線的一半，則兩個(gè)最近的碳原子的距離是pm。