Question

【题目】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一。在制取合成氨原料气的过程中，常混有一些杂质，如CO会使催化剂中毒。除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸)： Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3==Cu(NH3)3 (CO) Ac。

请回答下列问题：

（1）C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为________。

（2）配合物Cu(NH3)3 (CO) Ac中心原子的配位数为________，基态铜原子核外电子排布式为_________________。

（3）写出与CO互为等电子体的粒子________ (任写一个) 。

（4）在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH2)2]，尿素中，C原子轨道的杂化类型为________；1 mol尿素分子中，σ键的个数为____________。（设NA为阿伏加德罗常数的值）

（5）铜金合金形成的晶胞如图所示，其中Cu、Au原子个数比为________。铜单质晶胞与铜金合金的晶胞相似，晶胞边长为3．61×10－8cm，则铜的密度为________g/cm-3（结果保留3位有效数字）。

Answer 1

【答案】N>O>C41s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1CN－、N2等（其他合理答案）sp2杂化7NA3∶19.04

【解析】

（1）一般来说非金属性越强，第一电离能越大，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性，会有特例，如N的p轨道本来就是半充满的，O的p轨道失去一个电子才是半充满的，所以O比N容易失去电子；（2）根据化合物的化学式判断，一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体，共4个配体；铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，一价铜离子为失去一个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；（4）计算杂化类型时根据电子对数来判断，中心原子的价电子数与配体电子数的和除以2就得到电子对数，根据电子对数，可以确定杂化类型；（5）计算晶胞中原子个数时，首先数一下原子个数，然后看其被几个晶胞共用，乘以相应的倒数即可；晶胞中微粒个数的计算用均摊法。

（1）一般来说非金属性越强，第一电离能大，所以O＞N＞C．但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性．N的p轨道本来就是半充满的．O的p轨道失去一个电子才是半充满的．所以O比N容易失去电子，故答案为：N＞C＞O；（2）一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体，共4个配体，故答案为：4；铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；故一价铜离子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；（3）价电子数与原子数都分别相等的粒子是等电子体,因此与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式分别是N2或CN-等；（4）中心原子为碳，价电子数为4，氧不为中心原子，不提供电子，每个亚氨基提供一个电子，电子对数为（4+1×2）÷2=3，故杂化轨道为sp2；σ键的数目为3，每个亚氨基中σ键的数目2，一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7，故每摩尔尿素中含有σ键的数目为7NA；（5）每个晶胞中铜位于面心，每个铜原子，被两个晶胞共用，每个晶胞中铜原子的个数为6×0.5=3，金原子位于角上，每个金原子被8个晶胞共用，故每个晶胞中金原子个数为8×0.125=1，故铜金原子个数比为3：1；铜单质晶胞与铜金合金的晶胞相似，晶胞边长为3．61×10－8cm，则铜的密度为g/cm-3。