Question

【化學(xué)—--選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】（15分）
金屬銅與金屬錳及其化合物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用：
（1）Cu^2＋的外圍電子排布圖可表示為                                      ；
（2）Mn基態(tài)原子核外處在能量最高的能級(jí)上的電子共有             種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
（3）在銅錳氧化物的催化下，空氣中CO被氧化成CO₂，HCHO被氧化成CO₂和H₂O
① N₃^-和CO₂是等電子體，則N₃^-的結(jié)構(gòu)式為                                ；
② HCHO分子中C原子軌道的雜化類型為                                  ；
（4）向CuSO₄溶液中加入過量NaOH溶液可生成[Cu(OH)₄]^2－。不考慮空間構(gòu)型，[Cu(OH)₄]^2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為                             ；
（5） 用晶體的x射線衍射法可以測(cè)得阿伏加德羅常數(shù)。對(duì)金屬銅的測(cè)定得到以下結(jié)果：晶胞為面心立方最密堆積，邊長(zhǎng)為361pm(提示：3.61³=47.05），又知銅的密度為9.00g·cm^-3，則銅晶胞的質(zhì)量是
                      g（保留兩位小數(shù)）；阿伏加德羅常數(shù)為                             (列式計(jì)算，保留兩位小數(shù)）。

Answer 1

（1）①          （2分）                                     
（2）5（2分）
3d
（3）①[N=N=N]^-（2分） ②sp²   （2分）
（4） （2分）
（5） 4.23×10^-22g（2分）    M(Cu)=64g/mol=×N_A，  N_A=6.05×10²³mol^-1（3分）

解析試題分析：（1）Cu²⁺3d軌道排布了9個(gè)電子，所以外圍電子排布圖可表示為
（2）Mn基態(tài)原子核外能量最高的能級(jí)為3d，排布了5個(gè)電子，有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
（3）①N₃^-和CO₂是等電子體，則N₃^-的結(jié)構(gòu)與CO₂相似，則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：[N=N=N]^-。
②HCHO分子中C原子形成了2個(gè)碳?xì)鋯捂I、1個(gè)碳氧雙鍵，共3個(gè)σ鍵，所以C原子雜化方式為sp²
（4）OH?中O原子提供孤對(duì)電子，Cu提供空軌道，形成配位鍵，所以[Cu(OH)₄]^2－的結(jié)構(gòu)示意圖為：
（5）Cu的晶胞為面心立方最密堆積，所以Cu位于頂點(diǎn)和面心上，1個(gè)晶胞含Cu：8×1/8+6×1/2=4，則銅晶胞的質(zhì)量是：4×64÷（6.02×10²³）= 4.23×10^-22g；一個(gè)晶胞為研究對(duì)象，則M(Cu)=64g/mol=×N_A，可得 N_A=6.05×10²³mol^-1。
考點(diǎn)：本題考查電子排布、等電子體、雜化方式、配位鍵、晶胞的計(jì)算。