Question

【题目】黄铜矿(CuFeS2)是炼铜的最主要矿物。火法冶炼黄铜矿的过程中，其中一步反应是: 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2。回答下列问题。

（1）Cu+的价电子轨道表示式为________；Cu2O与Cu2S比较，熔点较高的是_____，原因是________。.

（2）SO2与SO3的健角相比，键角更大的是_____，将纯液态SO3冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构如下图1，此固态SO3中S原子的杂化轨道类型是_________；该结构中S-O键长有两类。一类键长约140pm，另一类键长月为160pm，较短的键为_______。（填图中字母）

（3）离子化合物CaC2的一种晶体结构如图2所示。该物质的电子式_____。从钙离子看,属于________堆积,其配位数是_________;一个晶胞含有的π键平均有________个。

（4）奥氏体是碳溶解γ-Fe中形成的一种间隙固溶体，无磁性，其晶胞如图3所示，则该物质的化学式为________，若晶体密度为dg/cm3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为________pm (阿伏加德罗常数的值用NA表示，写出计算式即可)。

Answer 1

【答案】 Cu2O 两物质均为离子化合物，且带电荷数相同，O2-半径小于S2-，所以CuO的晶格能大，熔点更高 SO3 sp3 a 面心立方 8 略 FeC

【解析】（1）Cu位于第四周期IB族，Cu＋的价电子为第三层的d能级，根据泡利原理和洪特规则，Cu＋价电子轨道式为；Cu2O和Cu2S都属于离子晶体，晶格能越大，晶体熔沸点越高，晶格能与半径、所带电荷数有关，半径越小、所带电荷数越多，晶格能越大，Cu2O和Cu2S所带电荷数相同，S2-的半径大于O2-的半径，因此Cu2S的沸点低于Cu2O；正确答案：；Cu2O；物质均为离子化合物，且带电荷数相同，O2-半径小于S2-，所以CuO的晶格能大，熔点更高。

（2）SO2含有的孤电子对为(6-2×2)/2=1，SO3中含有孤电子对为(6-2×3)/2=0，孤电子对之间的斥力>孤电子对-成键电子对之间的斥力>成键电子对之间斥力，因此SO3键角大于SO2键角，根据图1，S有4个σ键，无孤电子对，价层电子对数为4，杂化轨道数等于价层电子对数，即杂化类型为sp3；如图所示，a含有双键的成分，键能较大，键长较短，另一类为配位键，为单键，键能较小，键长较长，即较短的键为a； 正确答案：SO3 ； sp3 ； a。

（3）根据图2，CaC2的电子式为：；根据晶胞的结构，Ca2＋位于顶点和面心，因此属于面心立方堆积；C22-位于棱上和体心，属于晶胞的C22-的个数为12×1/4＋1=4，根据CaC2的电子式，两个碳原子之间有3对电子对，即1个C22-有2个π键，即1个晶胞中有2×4=8个π键；正确答案： ；面心立方； 8。

（4）根据图3，铁原子位于顶点、面心，个数为8×1/8＋6×1/2=4，碳原子位于棱上和体心，个数为12×1/4＋1=4，因此化学式为FeC，晶胞的质量为4×68/NAg，根据密度的定义，得出晶胞的边长为cm，根据晶胞的结构，两个最近的碳原子的距离是面对角线的一半，则两个最近的碳原子的距离是pm；正确答案：FeC ； 。