Question

12．氨气在工农业生产中有非常重要的应用．
（1）工业上常用氨气和醋酸二氨和铜{[Cu（NH₃）₂]Ac}的混合液来吸收一氧化碳（醋酸根CH₃COO^-简写为Ac^-）．反应方程式为：[Cu（NH₃）₂]Ac+CO+NH₃?[Cu（NH₃）₃CO]Ac
①请写出基态Cu原子的电子排布式[Ar]3d¹⁰4s¹．
②氨水溶液中各元素原子的电负性从大到小排列顺序为O＞N＞H．
③醋酸分子中的两个碳原子，甲基（-CH₃）碳和羧基（-COOH）碳的杂化方式分别是sp³、sp²．
④生成物[Cu（NH₃）₃CO]Ac中所含化学键类型有abcd．
a．离子键　　　　　　　b．配位键　　　　　c．σ键　　　　　　　　d．π键
（2）如图为一个金属铜的晶胞，请完成以下各题．
①铜原子采取的这种堆积方式的空间利用率为74%．（填数值）
②此晶胞立方体的边长为acm，Cu的相对原子质量为64．若阿伏伽德罗常数为N_A，则金属铜的晶体密度ρ为$\frac{256}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$g/cm³．（用a、N_A表示）．

Answer 1

分析 （1）①根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据核外电子排布规律来写；
②氨水溶液中含N、O、H三种元素，氢的电负性最小，又同周期自左而右电负性增大，据此判断；
③醋酸分子中的两个碳原子，甲基（-CH₃）碳采用sp²杂化，羧基（-COOH）碳采用sp²杂化；
④根据[Cu（NH₃）₃CO]Ac的结构判断存在的化学键类型；
（2）①计算铜原子的总体积与晶胞总体积的比值；
②晶胞中含有4个铜原子，则晶胞质量为$\frac{4×64}{{N}_{A}}$g，该晶胞体积为a³cm³，带入$ρ=\frac{m}{V}$计算．

解答 解：（1）①Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：[Ar]3d¹⁰4s¹，
故答案为：[Ar]3d¹⁰4s¹；
②氨水溶液中含N、O、H三种元素，氢的电负性最小，又同周期自左而右电负性增大，故负性从大到小的排列顺序为O＞N＞H，
故答案为：O＞N＞H；
③醋酸分子中的两个碳原子，甲基（-CH₃）碳采用sp²杂化，羧基（-COOH）碳采用sp²杂化，
故答案为：sp³、sp²；
④Cu²⁺与NH₃存在配位键，NH₃中N与H形成σ键，[Cu（NH₃）₃CO]⁺与Ac^-之间是离子键，Ac^-内有碳氧双键，所以还有π键，即存在的化学键类型为：配位键、σ键、π键和离子键，
故选abcd；
（2）①该晶胞为面心立方，则晶胞面对角线为铜原子半径的4倍，则铜原子半径为$\frac{\sqrt{2}a}{4}$cm，则铜原子总体积为4×$\frac{4π}{3}$×（$\frac{\sqrt{2}a}{4}$）³=0.24πa³cm³，晶胞体积为a³cm³，故空间利用率为$\frac{0.24πa{\;}^{3}}{a{\;}^{3}}$=74%，
故答案为：74%；
②晶胞中含有4个铜原子，则晶胞质量为$\frac{4×64}{{N}_{A}}$g，该晶胞体积为a³cm³，则密度ρ=$\frac{4×64}{{N}_{A}a{\;}^{3}}$=$\frac{256}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$g/cm³，
故答案为：$\frac{256}{{a}^{3}N{\;}_{A}}$．

点评 本题考查核外电子排布式、电负性、杂化类型的判断、化学键与晶体结构、晶胞的计算等知识，是对所学知识的综合考查与运用，难度较大．