题目内容

17．铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途．
（1）纳米氧化亚铜（Cu2O）是一种用途广泛的光电材料，已知高温下Cu2O比CuO稳定，
①画出基态Cu原子的价电子轨道排布图；
②从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因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）CuSO4溶液常用作农药、电镀液等，向CuSO4溶液中滴加足量浓氨水，直至产生的沉淀恰好溶解，可得到深蓝色的透明溶液，再向其中加入适量乙醇，可析出深蓝色的Cu（NH3）4SO4•H2O晶体．
①沉淀溶解的离子方程式为Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；
②Cu（NH3）4SO4•H2O晶体中存在的化学键有a、b、d；
a．离子键    b．极性键     c．非极性键     d．配位键
③SO42-的立体构型是正四面体，其中S原子的杂化轨道类型是sp3；
（3）Cu晶体中原子的堆积方式如图所示（为面心立方最密堆积），则晶胞中Cu原子的配位数为12，若Cu晶体的晶胞参数a=361.4pm，则Cu晶体的密度是$\frac{4×64}{[6.02×10{\;}^{23}×（361.4×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}]}$（只用数字列算式）

分析 （1）①Cu是29号元素，价层电子的排布为3d104s1，据此画出价电子轨道排布图；
②轨道中电子排布达到全满、半满、全空时原子最稳定；
（2）①依据银铵溶液的制取原理书写氢氧化铜溶剂的离子方程式即可；
②配合物中，中心离子与配体之间有配位键，内界和外界之间是离子键，氨分子和水分子中都有极性共价键，据此答题；
③根据离子的中心原子价层电子对数及孤电子对数可判断离子的空间构型，根据价层电子对互斥理论确定S原子的杂化方式；
（3）根据Cu晶体的晶胞结构示意图可知，以顶点铜原子为例，距离最近的铜原子位于晶胞的面心上，据此分析；根据$ρ=\frac{m}{V}$计算密度．

解答 解：（1）①Cu是29号元素，价层电子的排布为3d104s1，所以价电子轨道排布图为，
故答案为：；
②轨道中电子排布达到全满、半满、全空时原子最稳定，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，
故答案为：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）①向硫酸铜中加入氨水，得到的是氢氧化铜沉淀，故溶解氢氧化铜的原理与制取银铵溶液相似，故反应的离子方程式为：Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-，
故答案为：Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-；
②配合物中，中心离子与配体之间有配位键，内界和外界之间是离子键，氨分子和水分子中都有极性共价键，所以Cu（NH3）4SO4•H2O晶体中存在的化学键有离子键、极性键、配位键，故选a、b、d；
③SO42-的中心原子硫原子的价层电子对数为$\frac{6+2}{2}$=4，没有孤电子对，所以SO42-的空间构型为正四面体，根据价层电子对互斥理论可知，S原子的杂化方式为sp3，
故答案为：正四面体；sp3；
（3）根据Cu晶体的晶胞结构示意图可知，以顶点铜原子为例，距离最近的铜原子位于晶胞的面心上，这样的原子有12个，所以晶胞中Cu原子的配位数为12，Cu晶体的晶胞中含有铜原子数为$8×\frac{1}{8}+6×\frac{1}{2}$=4，根据$ρ=\frac{m}{V}$可知晶胞的密度为$\frac{\frac{4×64}{{N}_{A}}}{（361.4×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}}$g/cm3=$\frac{4×64}{[6.02×10{\;}^{23}×（361.4×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}]}$g/cm3，
故答案为：12；$\frac{4×64}{[6.02×10{\;}^{23}×（361.4×10{\;}^{-10}）{\;}^{3}]}$．

点评 本题考查物质结构和性质，这些知识点都是学习重点、高考热点，难点是确定配离子化学式，难度中等，其中涉及到晶体计算，应注意晶体中所含微粒数目．

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实验组温度℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需
时间/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
3900abcdt
①该反应的△H＜0（填“＞”或“＜”），实验2条件下平衡常数K=0.17．
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则$\frac{a}{b}$的值0＜$\frac{a}{b}$＜1（填具体值或取值范围）．
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol，则此时V正＜V逆（填“＜”，“＞”，“=”）．
④判断该反应达到平衡的依据是AC．
A．CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等
B．容器内气体压强保持不变
C．CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化．
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C．单质的与水反应时钠最剧烈D．原子半径逐渐增大

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