Question

16．銅是重要的金屬，廣泛應用于電氣、機械制造、國防等領域，銅的化合物在科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途．回答下列問題：
（1）CuSO₄晶體中S原子的雜化方式為sp³，SO₄^2-的立體構(gòu)型為正四面體．
（2）超細銅粉可用作導電材料、催化劑等，其制備方法如下：

子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰（或[Ar]3d¹⁰）．N、O、S三種元素的第一電離能大小順序為N＞O＞S（填元素符號）．
②向CuSO₄溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]SO₄，下列說法正確的是AC
A．氨氣極易溶于水，原因之一是NH₃分子和H₂O分子之間形成氫鍵的緣故
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）₄]SO₄溶液中加入乙醇，會析出深藍色的晶體
D．已知3.4g氨氣在氧氣中完全燃燒生成無污染的氣體，
并放出a kJ熱量，則NH₃的燃燒熱的熱化學方程式為：NH₃（g）+$\frac{3}{4}$O₂（g）═$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H=-5a kJ•mol^-1
（3）硫酸銅溶液中滴入氨基乙酸鈉（H₂NCH₂COONa）即可得到配合物A，其結(jié)構(gòu)如圖1所示．
①1mol氨基乙酸鈉（H₂NCH₂COONa）含有σ鍵的數(shù)目為8N_A．
②氨基乙酸鈉分解產(chǎn)物之一為二氧化碳．寫出二氧化碳的一種等電子體：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）（寫化學式）．
③已知：硫酸銅灼燒可以生成一種紅色晶體，其結(jié)構(gòu)如圖2所示．則該化合物的化學式是Cu₂O．

Answer 1

分析 （1）計算S原子的價電子對數(shù)進行判斷；
（2）①先判斷金屬離子的化合價，再根據(jù)根據(jù)核外電子排布式的書寫規(guī)則書寫，注意3d能級的能量大于4s能級的能量，失電子時，先失去最外層上的電子；根據(jù)第一電離能的變化規(guī)律比較其大小；
②A．氨氣分子與水分子之間存在氫鍵，氫鍵的存在使物質(zhì)的溶解性顯著增大；
B．據(jù)分子的空間結(jié)構(gòu)判斷；
C．根據(jù)相似相容原理判斷；
D．燃燒熱方程式書寫在常溫下進行，H₂O為液態(tài)；
（3）①共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵、一個是π鍵；
②原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒為等電子體；
③利用均攤法確定該化合物的化學式．

解答 解：（1）SO₄^2-的價電子對數(shù)=$\frac{6+2}{2}$=4，形成四條雜化軌道，S原子的雜化方式為sp³，形成四面體結(jié)構(gòu)，價電子對數(shù)=孤電子對數(shù)+配位原子數(shù)，可知孤電子對數(shù)為0，所以為正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：sp³；正四面體；
（2）①銅是29號元素，根據(jù)能量最低原理其態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹或[Ar]3d¹⁰4s¹，該原子失去一個電子時，生成亞銅離子，失去的電子是最外層電子，所以亞銅離子的基態(tài)的電子排布式為：1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰． 元素周期律中，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅡA和第ⅢA、第ⅤA和第ⅥA互換，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以其第一電離能大小為N＞O＞S，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰或[Ar]3d¹⁰；N＞O＞S；
②A．氨氣分子與水分子之間存在氫鍵，氫鍵的存在使物質(zhì)的溶解性顯著增大，故A正確；
B．氨氣分子的鍵角小于水分子的鍵角，故B錯誤；
C．根據(jù)相似相溶分析：乙醇分子極性弱于水的極性，在乙醇中溶解度降低；故C正確；
D．燃燒熱方程式書寫在常溫下進行，H₂O為液態(tài)．故D錯誤；
故答案為：AC；
（3）①共價單鍵為σ鍵，共價雙鍵中一個是σ鍵一個是π鍵，1molH₂N-CH₂-COONa中含有8molσ鍵，所以1mol氨基乙酸鈉中含有σ鍵的數(shù)目為8N_A，故答案為：8N_A；
②原子個數(shù)相等、價電子數(shù)相等的微粒為等電子體，則CO₂的等電子體為：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）；
故答案為：N₂O（或SCN^-、N₃^-等）；
③利用均攤法知，該化合物中O原子個數(shù)=1+8×$\frac{1}{8}$=2，Cu原子個數(shù)為4，銅原子和氧原子個數(shù)之比=4：2=2：1，所以其化學式為：Cu₂O，
故答案為：Cu₂O．

點評 本題以元素的推斷為載體，考查了電離能、雜化理論，分子結(jié)構(gòu)、核外電子排布規(guī)律、晶胞計算等知識點，是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識的綜合考查，側(cè)重對知識遷移的運用、分析解決問題的能力考查，注意同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，但第IIA和第IIIA族、第VA族和第VIA族之間異常．