Question

【題目】Cu3N具有良好的電學和光學性能，在電子工業(yè)領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域、國防領(lǐng)域、通訊領(lǐng)域以及光學工業(yè)等領(lǐng)域中，發(fā)揮著廣泛的、不可替代的巨大作用。

(1)N位于周期表中第________周期________族。

(2)C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為________________。

(3)Cu+的電子排布式為________________________，其在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生歧化反應生成Cu 2+和Cu，但CuO在高溫下會分解成Cu2O，試從結(jié)構(gòu)角度解釋高溫下CuO為何會生成Cu2O________________________________________。

(4)在Cu的催化作用下，乙醇可被空氣氧化為乙醛，乙醛分子中碳原子的雜化方式是________，乙醛分子中H﹣C﹣O的鍵角________乙醇分子中的H﹣C﹣O的鍵角(填“大于”、“等于”或“小于”)。

(5)[Cu(H2O)4]2+中的兩個H2O被Cl-取代有兩種不同的結(jié)構(gòu)，則[Cu(H2O)4]2+的結(jié)構(gòu)為________形。

(6)Cu3N的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，N3﹣的配位數(shù)為________，Cu+半徑為a pm，N3﹣半徑為bpm，Cu3N的密度________________g/cm3。(阿伏加德羅為常數(shù)用NA表示)(1pm＝10﹣10 cm)

Answer 1

【答案】二 VA N>O>C 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 Cu+的3d軌道上電子全滿其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 sp2、sp3 大于 平面正方形 6

【解析】

（1）N位于第二周期VA族；

（2）同周期從左向右第一電離能呈增大趨勢，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，即三種元素第一電離能大小順序是N>O>C；

（3）Cu位于第四周期IB族，電子排布式為[Ar]3d104s1，因此Cu＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；CuO中Cu顯＋2價，Cu2＋價電子排布式為3d9，Cu2O中Cu顯＋1價，Cu＋價電子排布式為3d10，處于全滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所以高溫下CuO會生成更穩(wěn)定的Cu2O；

（4）乙醛的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CHO，－CH3上的C為sp3，－CHO中C為sp2雜化；乙醛H－C－O中C為sp2雜化，夾角為120°，乙醇H－C－O中C為sp3雜化，夾角為109°28′，因此前者鍵角大于后者；

（5）兩個H2O被Cl－取代有兩種不同的結(jié)構(gòu)，推出[Cu(H2O)4]2＋的結(jié)構(gòu)為平面正方形；

（6）該晶胞中大球的個數(shù)為12×1/4=3，小球的個數(shù)為8×1/8=1，根據(jù)其化學式，小球為N3－，大球為Cu＋，根據(jù)晶胞，N3－的配位數(shù)為6；該晶胞的棱長為(2a＋2b)pm=(2a＋2b)×10－10cm，晶胞的體積為(2a＋2b)3×10－30cm3，晶胞的質(zhì)量為，晶胞的密度為×（64×3+14）g÷[(2a＋2b)3×10－30cm3]=g/cm3。