Question

【題目】銅單質及其化合物在很多領域中都有重要的用途。請回答以下問題：

(1)超細銅粉可用作導電材料、催化劑等，其制備方法如下：

①NH4CuSO3中金屬陽離子的核外電子排布式為__________________。N、O、S三種元素的第一電離能大小順序為____________(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________。

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3.4 g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)＋3/4O2(g)===1/2N2(g)＋3/2H2O(g)　ΔH＝－5a kJ·mol－1

(2)銅錳氧化物(CuMn2O4)能在常溫下催化氧化空氣中的氧氣變?yōu)槌粞?/span>(與SO2互為等電子體)。根據(jù)等電子原理，O3分子的空間構型為________。

(3)氯與不同價態(tài)的銅可生成兩種化合物，其陰離子均為無限長鏈結構(如圖所示)，a位置上Cl原子(含有一個配位鍵)的雜化軌道類型為____________________。

(4)如圖是金屬Ca和D所形成的某種合金的晶胞結構示意圖，已知鑭鎳合金與上述Ca－D合金都具有相同類型的晶胞結構XYn，它們有很強的儲氫能力。已知鑭鎳合金LaNin晶胞體積為9.0×10－23 cm3，儲氫后形成LaNinH4.5合金(氫進入晶胞空隙，體積不變)，則LaNin中n＝______________________(填數(shù)值)；氫在合金中的密度為________(保留兩位有效數(shù)字)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) N＞O＞S AC V形 sp3雜化 5 0.083 g·cm－3

【解析】

（1）①NH4CuSO3中金屬陽離子為Cu+，銅是29號元素，失去一個電子生成亞銅離子；N原子2p軌道為半充滿結構，第一電離能大于O原子，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而減�。�

A、氨氣分子與水分子之間存在氫鍵；

B、氨氣分子中N原子和水分子O原子均為sp3雜化，氨分子中N原子只有一對孤對電子，水分子中O原子有兩對孤對電子；

C、根據(jù)相似相溶可知，乙醇分子極性弱于水的極性；

D、燃燒熱的熱化學方程式中，產(chǎn)物H2O為液態(tài)；

（2）O3分子與SO2互為等電子體，等電子體具有相同的空間構型；

（3）a位置上的Cl形成了2條單鍵，還有2對孤對電子；

（4）由圖可知，在晶胞上、下兩個面上共有4個D原子，在前、后、左、右四個面上共有4個D原子，在晶胞的中心還有一個D原子。

（1）①NH4CuSO3中金屬陽離子為Cu+，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；N原子2p軌道為半充滿結構，第一電離能大于O原子，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，氫鍵的存在使物質的溶解性顯著增大，故正確；

B、氨氣分子中N原子和水分子O原子均為sp3雜化，氨分子中N原子只有一對孤對電子，水分子中O原子有兩對孤對電子，根據(jù)價層電子對互斥理論可知，氨分子的鍵角大于水分子的鍵角，故錯誤；

C、根據(jù)相似相溶可知，乙醇分子極性弱于水的極性，[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中溶解度降低，則[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇會析出深藍色的晶體，故正確；

D、表示燃燒熱的熱化學方程式中，產(chǎn)物H2O為液態(tài)，故錯誤；

故選AC，故答案為：AC；

（2）O3分子與SO2互為等電子體，SO2分子中S原子價層電子對數(shù)為3，孤對電子數(shù)為1，空間構型為V形，等電子體具有相同的空間構型，則O3分子空間構型為V形，故答案為：V形；

（3）a位置上的Cl形成了2條單鍵，還有2對孤對電子，故為sp3雜化，故答案為：sp3雜化；

（4）鑭鎳合金、Ca－D合金都具有相同類型的晶胞結構XYn，由圖可知，在晶胞上、下兩個面上共有4個D原子，在前、后、左、右四個面上共有4個D原子，在晶胞的中心還有一個D原子，故Ca與D的個數(shù)比為8×：（8×+1）=1：5，故n=5；晶胞體積為9.0×10-23cm3，LaNinH4.5合金中H的質量為=，氫在合金中的密度為=0.083 g·cm－3，故答案為：0.083 g·cm－3。