题目内容

【题目】我国具有丰富的铜矿资源,请回答下列有关铜及其化合物的问题:

(1)Cu+的核外电子排布式为_________。

(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点,图是松脂酸铜的结构简式。加“*”碳原子的杂化方式为______。

(3)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2,SO2分子的几何构型为____,比较第一电离能:N__(填“>”或“<”)O。

(4)在Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛(CH3CHO),乙醇的沸点明显高于乙醛,其主要原因为___________。

(5)某铜矿石的晶胞结构如图所示,写出其化学式____。

【答案】[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 sp3 V形(或角形) > 乙醇分子间存在氢键 Cu3N

【解析】

(1)Cu原子核外有29个电子,其3d、4s电子为其外围电子,Cu+是Cu原子失去最外层1个电子形成的,据此书写基态铜原子Cu+的核外电子排布式;

(2)松脂酸铜分子中碳碳双键和碳氧双键中都有π键,结合脂酸铜分子的结构简式计算π键的个数,加“*”碳原子周围有两个碳碳键和两个碳氢键,价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断原子杂化方式;

(3)SO2分子中S的价层电子对数为3,含有一对孤电子对,故几何构型为V形;同一周期元素第一电离能呈增大趋势,但第IIA、VA大于同一周期相邻元素的第一电离能。

(4)乙醇分子之间可形成氢键,含有氢键的物质熔沸点较高;

(5)用均摊方法计算晶胞中含有的Cu、N原子个数,判断二者的比值,从而可得其化学式。

(1)Cu原子核外电子数为29,根据能量最低原理,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1,Cu原子失去最外层1个电子形成Cu+,所以Cu+的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10或写作[Ar]3d10;

(2)1个松脂酸铜中含有6个双键,则含有6个π键,加“*”碳原子形成4个σ键,没有孤对电子,杂化轨道数目为4,采取sp3杂化方式;

(3)SO2分子中S的价层电子对数为2+=3,有一对孤电子对,故几何构型为V形;N和O位于同一周期,同一周期的元素从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但由于N元素的核外最外层电子处于半充满的稳定状态,故第一电离能N>O。

(4)乙醇的分子之间能形成分子间氢键,氢键的存在增加了分子之间的作用力,而乙醛分子之间不能形成氢键,所以乙醇熔沸点比乙醛的高;

(5)在该晶体中,Cu+位于晶胞的棱边上,则晶胞中含有Cu+数目为12×=3,N3-位于晶胞的顶点上,晶胞中含有N3-的数目为8×=1,所以该晶胞的化学式为Cu3N。

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