Question

选考[化学——选修3：物质结构与性质] (13分)

锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2，可通过下列反应制备：

2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O＝Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O

（1）写出基态Cu的价电子排布式 ，与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有 (填元素符号)，上述方程式中涉及到的N、O、P、S元素第一电离能由小到大的顺序为 。及电负性由小到大的顺序为 。

（2）氨基乙酸铜的分子结构如图，氮原子的杂化方式为 。

（3）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2－，则CN-中含有的σ键与π键的数目之比为 。

（4）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为 。

Answer 1

选考[化学——选修3：物质结构与性质] (13分)

（1）3d10 4s1 （1分） K Cr （2分）

S＜P＜ O＜N （2分） P＜S＜N＜O（2分）

（2） sp3 （2分） （3）1:2 （2分） （4）CuH （2分）

【解析】

试题分析：（1）Cu的外围电子即是价电子，其排布式为3d10 4s1；Cu原子的最外层电子数是1，与Cu原子的最外层电子数相等且属于同周期的元素还有K、Cr元素；元素的第一电离能随电子层数的增多而减小，随核电荷数的增多而增大，N原子的2p轨道为半充满的稳定状态，所以其第一电离能大于O，同理P>S，O、N是第二周期元素，P、S是第三周期元素，则四种元素的第一电离能的顺序是S＜P＜ O＜N，而电负性不存在反常情况，元素的电负性随电子层数的增多而减小，随核电荷数的增多而增大，则四种元素的电负性的关系是P＜S＜N＜O；

（2）N原子的周围有3个σ键，一对孤对电子，所以杂化方式为sp3；

（3）CN-与N2是等电子体，结构相似，存在C、N三键，所以CN-中的σ键与π键的数目之比1:2；

（4）共价晶胞图可知，该晶胞中Cu原子的个数是12×(1/6)+2×(1/2)+3=6；H原子个数是6×(1/3)+1+3=6，所以Cu：H=1:1.故该化合物的化学式为 CuH。

考点：考查物质的结构与性质的应用