Question

【题目】铜及其化合物具有广泛的应用。回答下列问题：

(1)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子的基态核外电子排布式为__________，S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________。

(2)Cu(NO3)2溶液中通入足量NH3能生成配合物[Cu(NH3)4](NO3)2。其中NH3中心原子的杂化轨道类型为________，[Cu(NH3)4](NO3)2中存在的化学键除了极性共价键外，还有___________。

(3)CuSO4溶液中加入过量KCN能生成配离子[Cu(CN)4]2-，1mol CN中含有的π键数目为_____________。与CN-互为等电子体的离子有_________(写出一种即可)。

(4)CuSO4的熔点为560℃，Cu(NO3)2的熔点为115℃，CuSO4熔点更高的原因可能是_______________________________。

(5)已知Cu2O晶胞结构如图所示：该晶胞原子坐标参数A为(0，0，0)；B为(1，0，0)；c为。则D原子的坐标参数为__________，它代表_________原子(填元素符号)。

(6)金属铜是面心立方最密堆积方式，则晶体中铜原子的配位数是_______，该晶胞中Cu原子的空间利用率是__________。

Answer 1

【答案】 1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 N>O>S sp3 配位键、离子键 2NA C22- CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体，SO42-所带电荷比NO3-大，故CuSO4晶格能较大，熔点较高 （， ， ） Cu 12 74%

【解析】（1）CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子均是铜离子，其基态核外电子排布式为 [Ar]3d9 或 ls22s22p63s23p63d9；非金属性越强，第一电离能越大，但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>S。（2）氨气分子中N原子的价层电子对数是4，且不存在一对孤对电子，因此中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化；[Cu(NH3)4]NO3)2中存在的化学键类型除了极性共价键外，还有离子键和配合物。（3）氮气与CN-互为等电子体，分子中含有三键，则lmol CN-中含有的π键的数目为2NA或2×6.02×1023。原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，与CN-互为等电子体的离子有C22-；（4）由于CuSO4和Cu(NO3)2均为离子晶体，SO42-所带电荷比NO3-大，故CuSO4晶格能较大，所以硫酸铜熔点较高。（5）①根据晶胞结构并参照A、B、C原子的原子坐标参数可知D原子的坐标参数为（， ， ）。D代表的原子均位于内部，共计4个，而白球表示的原子个数＝1＋8×1/8＝2，因此D代表Cu原子。②已知金属铜的堆积方式是面心立方最密堆积，则晶体中铜原子的配位数是12。晶胞中铜原子个数是8×1/8+6×1/2=4。设铜原子的半径是r，则面对角线是4r，立方体的边长是，则立方体的面积是（）3，因此该晶胞中Cu原子的空间利用率是。