题目内容

11．已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠（H2N-CH2-COONa）即可得到配合物A，其结构如图甲．硫酸铜与次磷酸钠在少量硫酸存在的条件下反应得到CuH红色沉淀，CuH晶体结构单元如乙图所示．

（1）Cu元素基态原子的外围电子排布式为3d104s1．
（2）1mol氨基乙酸钠中含有σ键的数目为8NA．
（3）氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳，写出二氧化碳的一种等电子体N2O（或SCN-、N3-等）（写化学式）．已知二氧化碳在水中溶解度不大，却易溶于二硫化碳，请解释原因：O2与CS2均是非极性分子，而水是极性分子，根据相似相溶原理，所以CO2在水中溶解度不大，却易溶于CS2．
（4）硫酸根离子的空间构型为正四面体；已知：硫酸铜灼烧可以产生一种红色晶体，其结构如图丙，则该化合物的化学式是Cu2O．
（5）配合物A中碳原子的杂化轨道类型是sp2、sp3杂化．
（6）CuH晶体的密度为p g/cm2，阿伏伽德罗常数的值为NA，则该晶胞中Cu原子与H原子之间的最短距离为$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×65}{p{N}_{A}}}$cm（用含p和NA的式子表示）．

分析 （1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写其基态原子外围电子排布式；
（2）共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键、一个是π键；
（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体；非极性分子易溶于非极性溶剂；
（4）根据价层电子对互斥理论确定硫酸根离子的空间构型；利用均摊法确定该化合物的化学式

解答 解：（1）Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态原子外围电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1；
（2）共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，1molH2N-CH2-COONa中含有8molσ键，所以1mol氨基乙酸钠中含有σ键的数目为8NA，故答案为：8NA；
（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体，则CO2的等电子体为：N2O（或SCN-、N3-等）；根据相似相溶原理知，非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂，CO2和CS2都是非极性分子，水是极性分子，所以CO2极易溶于CS2中，
故答案为：N2O（或SCN-、N3-等）；CO2与CS2均是非极性分子，而水是极性分子，根据相似相溶原理，所以CO2在水中溶解度不大，却易溶于CS2；
（4）SO42-价层电子对个数=4+$\frac{6+2-2×4}{2}$=4，S原子不含孤电子对，所以其空间构型为正四面体；
利用均摊法知，该化合物中O原子个数=1+8×$\frac{1}{8}$=2，Cu原子个数为4，铜原子和氧原子个数之比=4：2=2：1，所以其化学式为：Cu2O，
故答案为：正四面体型；Cu2O；
（5）配合物A中形成双键的碳原子形成3个σ键、另外碳原子形成4个σ键，均没有孤电子对，分别采取sp2、sp3杂化，
故答案为：sp2、sp3杂化；
（6）晶胞中H原子与周围的4个Cu原子形成正四面体结构，H原子位于正四面体的中心，与正四面体顶点的Cu原子距离最近，晶胞中H原子数目为5，Cu原子数目为8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故晶胞质量为4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g，CuH晶体的密度为p g/cm3，则晶胞体积为4×$\frac{65}{{N}_{A}}$g÷p g/cm3=$\frac{4×65}{p{N}_{A}}$cm3，则晶胞棱长为$\root{3}{\frac{4×65}{p{N}_{A}}}$cm，则正四面体的棱长为$\root{3}{\frac{4×65}{p{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$，令正四面体的棱长为x cm，则斜高为$\frac{\sqrt{3}}{2}$x cm，底面中心到边的距离为$\frac{\sqrt{3}}{2}$x cm×$\frac{1}{3}$=$\frac{\sqrt{3}}{6}$x cm，由勾股定理可知，正四面体的高为$\sqrt{（\frac{\sqrt{3}}{2}x）^{2}-（\frac{\sqrt{3}}{6}x）^{2}}$=$\frac{\sqrt{6}}{3}$x，由正四面体的体积可知，正四面体高与体心到底面面心距离之比为4：1，故H原子与Cu的距离为$\frac{3}{4}$×$\frac{\sqrt{6}}{3}$×$\root{3}{\frac{4×65}{p{N}_{A}}}$cm×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×65}{p{N}_{A}}}$cm，
故答案为：$\frac{\sqrt{3}}{4}$×$\root{3}{\frac{4×65}{p{N}_{A}}}$cm．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布、化学键、分子结构与性质、杂化轨道、晶胞计算，（5）中计算为易错点、难点，需要学生具备一定的空间想象与数学计算能力，难度较大．

练习册系列答案
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20．设NA表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是（　　）
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2．工业上可用亚氢酸钠和盐酸为原料制备ClO2，反应如下：
5NaClO2+4HCl（稀）═5NaCl+4ClO2↑+2H2O（主反应）
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下列说法正确的是（　　）
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19．对于混合物的分离和提纯，常用方法有过滤、蒸发、蒸馏、萃取、洗气、加热分解等，下列各组混合物中分离和提纯应采取什么方法？
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16．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，已知Z的最高正价与最低负价的代数和为4，Y能形成两种常见的液体二元化合物M、Q，其中M是生物生存必需的物质．x能形成多种单质，其中有两种单质硬度差异极大，下列说法中错误的是（　　）
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3．已知在常温下，醋酸、硼酸和碳酸的电离平衡常数分别为：K（CH3COOH）=1.75×10-5，K（H3BO3）=5.7×10-10，K1（H2CO3）=4.4×10-7、K2（H2CO3）=4.7×10-11．则下列的说法中正确的是（　　）
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C．在碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中都存在如下离子浓度关系：c（Na+）+c（H+）=c（CO32-）+c（OH-）+c（HCO3-）
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20．经测定某溶液中离子只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种，且离子浓度大小的排列顺序为：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），则不可能的情形是（　　）
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B．由0.2 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合而成
C．由0.1 mol/LCH3COOH溶液与等物质的量浓度等体积的NaOH溶液混合而成
D．向上述溶液中加入适量NaOH，可能使溶液中离子浓度大小改变为：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（OH-）＞c（H+）
1．下列说法正确的是（　　）
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