Question

【题目】钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，回答下列问题：

(1)基态铜原子的价电子排布式为_________________。

(2)CaCO3高温分解可制得CaO。CaO与 C 在一定条件下可生成CaC2，CaC2与水反应生成 Ca(OH)2和一种 4 原子气体分子。

①CaCO3中阴离子的空间构型为______________。

②该气体分子中 σ 键与π键的数目之比为_____________。

③写出 2 种与 互为等电子体的分子的化学式______________。

(3)工业上电解 CaCl2制Ca而不采用电解 CaO 的原因是_______________。

(4)在碱性溶液中，缩二脲 HN( CONH2)2与 CuSO4反应得到一种特征紫色物质，其结构如图所示，该反应原理可用于检验蛋白质或其他含键的化合物。缩二脲分子中碳原子与氮原子的杂化类型分别为__________、________。

(5)一种钙铜合金的结构可看作图a、b 两种原子层交替堆积排列而成c，其晶胞如图d。

①a图Ca-Ca 间距离为x pm，c图中Ca-Ca间距离为y pm。已知原子拥有的尽可能多的相邻原子的个数叫该原子的配位数，则晶胞c中Ca原子的配位数(Cu原子)为_______。

②设阿伏加德罗常数的值为 NA，则该钙铜合金的密度是_______gcm-3(列出计算表达式）。

Answer 1

【答案】3d104s1 平面三角形 3:2 CO、N2 CaO熔点高于CaCl2，熔化时消耗能量高 sp2 sp3 18

【解析】

(1)根据基态Cu原子的外围电子排布为写出价电子排布式；

(2)①CaCO3中K2CO3中阴离子为CO32-，中心碳原子形成1个碳氧双键和2个碳氧单键，阴离子的空间构型为平面三角形；

②该气体为C2H2，分子中2个单键，1个三键，一个单键就有一个σ键，三键中有一个σ键和2个π键；

③离子中共有14个电子；

(3) CaO熔点高于CaCl2，熔化时消耗能量高；

(4)缩二脲分子中碳原子以单键和双键结合与氮原子以单键结合；

(5)①以上面面心上的Ca原子为例，该晶胞中该Ca原子配位的Cu原子包含其上面6个、相同层6个、下层6个，所以其配位数是18；

②根据均摊法求出一个晶胞的质量和体积，再根据=计算晶体密度。

(1)基态Cu原子的外围电子排布为：3d104s1，则基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1；

(2)①CaCO3中K2CO3中阴离子为CO32-，中心碳原子形成1个碳氧双键和2个碳氧单键，阴离子的空间构型为平面三角形，故答案为：平面三角形；

②该气体为C2H2，分子中2个单键，1个三键，一个单键就有一个σ键，三键中有一个σ键和2个π键，分子中σ键与π键数目比为3：2，故答案为：3：2；

③离子中共有14个电子，符合的有CO、N2，故答案为：CO、N2；

(3)氧化钙熔点比氯化钙熔点高，熔融离子晶体要消耗能源，从而增加成本，为减少成本，所以用熔融氯化钙冶炼钙，故答案为：CaO熔点高于CaCl2，熔化时消耗能量高；

(4)缩二脲分子中碳原子以单键和双键结合，分子中的C原子采取sp2杂化，氮原子以单键结合分子中的N原子采取sp3杂化，故答案为：sp2；sp3；

(5)①以上面面心上的Ca原子为例，该晶胞中该Ca原子配位的Cu原子包含其上面6个、相同层6个、下层6个，所以其配位数是18，故答案为：18；

②根据c可知，该晶胞中Ca原子个数=12× +2×=3、Cu原子个数=12×+6×+6=15，该晶胞体积=[(x×10-10)2sin60°×6× (x×10-10)]cm3=x2y×10-30cm3，晶体密度=，故答案为：。