Question

金属铜广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
（1）Cu是元素周期表中第29号元素，写出第三周期基态原子未成对电子数与Cu相同且电负性最大的元素是          (填元素名称)。
（2）CuO受热易分解为Cu₂O和O₂，请从铜的原子结构来说明CuO受热易分解的原因：
                                                    。
（3）下图是铜的某种氧化物的晶胞示意图。已知该晶胞的边长为a cm，阿伏加德罗常数为N_A，该晶体的密度为                               。

（4）向硫酸铜溶液中滴加氨水会生成蓝色沉淀，在滴加氨水到沉淀刚好全部溶解可得到深蓝色溶液，继续向其中加入极性较小的乙醇可以生成深蓝色的[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O沉淀。
①SO₄^2－中S原子的杂化方式为                       。
②NH₃分子内的H—N—H键角　　　　 （填“大于”“等于”或“小于”）H₂O分子内的H—O—H键角。
③S、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为                           。

Answer 1

（8分）（1）氯（1分）
（2）Cu⁺ 的最外层电子排布为3d¹⁰，而Cu²⁺ 的最外层电子排布为3d⁹，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu₂O稳定性强于CuO（2分）
（3）g/cm³（2分） （4）① sp³（1分）  ②大于（1分）　　③ N＞O＞S（1分）

试题分析：（1）铜元素基态原子未成对电子数是1个，则与三周期基态原子未成对电子数与Cu相同且电负性最大的元素是氟。
（2）根据构造原理可知，Cu⁺ 的最外层电子排布为3d¹⁰，而Cu²⁺ 的最外层电子排布为3d⁹，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu₂O稳定性强于CuO的，所以CuO受热易分解为Cu₂O和O₂。
（3）根据晶胞结构特点可知，晶胞中铜原子的个数是8×＋6×＝4，氧原子的个数也是4个，即该氧化物是CuO。应用晶胞的边长为a cm，则×N_A＝4，因此晶胞的密度ρ＝g/cm³＝g/cm³。
（4）①根据价层电子对互斥理论可知，SO^2—₄中S原子含有的孤对电子对数＝（6＋2－4×2）÷2＝0，即SO^2—₄的立体构型是正四面体，所以S原子的杂化轨道类型是sp³杂化。
②由于水分子中氧原子含有2对孤对电子，排斥力强，而氨气分子中含有1对孤对电子，所以NH₃分子内的H—N—H键角大于H₂O分子内的H—O—H键角。
③非金属性越强，第一电离能越大，则氧元素的第一电离能大于S元素的。由于氮元素原子2p能级有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能大于相邻元素，所以S、N、O三种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S。