Question

16．銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的用途．請回答下列問題：
（1）基態(tài)銅原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）NF₃可由NH₃和F₂在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到：4NH₃+3F₂$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F
①上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有abd（填序號）．
a．離子晶體　　 b．分子晶體　　 c．原子晶體　　 d．金屬晶體
②F、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為F＞N＞O（用元素符號表示）
（3）銅晶體銅原子的堆積方式為面心立方最密堆積．每個銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為12．
（4）某X原子的外圍電子排布式為3s²3p⁵，銅與X形成化合物的晶胞如圖所示（黑點代表銅原子）．
①該晶體的化學(xué)式為CuCl．
②已知該晶體的密度為ρ g•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為N_A，則該晶體中晶胞的棱長為$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$×10¹⁰pm（只寫計算式）
（5）合成氨工藝的一個重要工序是銅洗，其目的是用銅液[醋酸二氨合銅（I）、氨水]吸收在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO和CO₂等氣體．銅液吸收CO的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃?[Cu（NH₃）₃CO]Ac（Ac表示醋酸根）
①如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是bc．（選填編號）
a．減壓　　　b．增加NH₃的濃度　　　c．升溫　　　d．及時移走產(chǎn)物
②銅液的組成元素中，短周期元素原子半徑從大到小的排列順序為C＞N＞O＞H
③NH₃的氮原子的雜化類型為sp³．

Answer 1

分析 （1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫核外電子排布式；
（2）①氨氣、氟氣以及NF₃為分子晶體，銅為金屬晶體，NH₄F為離子晶體；
②同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
（3）在金屬晶體的最密堆積中，對于每個原子來說，在其周圍的原子有與之同一層上有六個原子和上一層的三個及下一層的三個，故每個原子周圍都有12個原子與之相連；
（4）根據(jù)價電子排布式判斷出X原子為Cl原子；
①利用均攤法計算得出；
②計算出一個晶胞中微粒數(shù)，利用化合物的摩爾質(zhì)量和密度計算出晶胞邊長；
（5）①增大濃度、升高溫度等，可增大反應(yīng)速率；
②銅液的組成元素中，短周期元素有H、C、N、O等元素，H原子半徑最小，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小；
③根據(jù)價層電子對互斥理論確定分子的原子雜化方式，價層電子對個數(shù)=σ鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2））①氨氣、氟氣以及NF₃為分子晶體，銅為金屬晶體，NH₄F為離子晶體，
故答案為：abd；
②同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，F(xiàn)、N、O中N原子最外層為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，所以它們的第一電離能大小順序是I₁（F）＞I₁（N）＞I₁（O），故答案為：F＞N＞O；
（3）在金屬晶體的最密堆積中，對于每個原子來說，在其周圍的原子有與之同一層上有六個原子和上一層的三個及下一層的三個，故每個原子周圍都有12個原子與之相連，對于銅原子也是如此，故答案為：12；
（4）價電子排布式為3s²3p⁵，則X原子為Cl原子；
①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Cu原子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中含有4個Cu原子，Cl原子屬于頂點與面心上，晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故化學(xué)式為CuCl，
故答案為：CuCl；
②一個晶胞的摩爾質(zhì)量為4×99.5g/mol，晶胞摩爾體積為$\frac{4×99.5g/mol}{ρg/cm{\;}^{3}}$，則一個晶胞體積為$\frac{4×99.5}{ρ•NA}$cm³，邊長為$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$cm=$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$×10¹⁰pm，
故答案為：$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$×10¹⁰；
（5）①增大濃度、升高溫度等，可增大反應(yīng)速率，減壓反應(yīng)速率減小，減小生成物濃度，反應(yīng)速率減小，故答案為：bc；
②銅液的組成元素中，短周期元素有H、C、N、O等元素，H原子半徑最小，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，則原子半徑C＞N＞O＞H，故答案為：C＞N＞O＞H；
③氨氣中價層電子對個數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4且含有1個孤電子對，所以N原子采用sp³雜化，故答案為：sp³．

點評 本題考查較為全面，涉及到電子排布式、雜化類型的判斷以及有關(guān)晶體的計算等，但解題具有較強的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何書寫電子排布式，如何判斷分子雜化方式以及有關(guān)晶體計算等方法．