Question

【題目】鋰—磷酸氧銅電池正極的的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2，可通過下列反應(yīng)制備：2Na3PO4+CuSO4+2NH3H2O═Cu4O(PO)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O

（1）寫出基態(tài)Cu2+的電子排布式：____________；與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素還有____________（填元素符號(hào)）。

（2）PO43-的空間構(gòu)型是____________。

（3）P、S元素第一電離能大小關(guān)系為__________________，原因?yàn)?/span>__________________。

（4）NH3·H2O分子中NH3與H2O之間氫鍵表示為____________。（填序號(hào)）

A.N-H…O B.O-H…N C.H-N…H D.H-O…H

（5）氨基乙酸銅分子結(jié)構(gòu)如圖，碳原子的雜化方式為____________，基態(tài)碳原子核外電子有____________個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

（6）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2-，則1mol該配合物中含有的π鍵的數(shù)目為______________。

（7）銅晶體為面心立方最密堆積，配位數(shù)為_______________，銅的原子半徑為127.8pm，NA表示阿伏伽德羅常數(shù)的值，列出晶體銅的密度計(jì)算式______________g/cm-3

Answer 1

【答案】 [Ar]3d9 K Cr 正四面體 P>S（1分）P元素 3p3半充滿，較穩(wěn)定，所以第一電離能大 B sp3 sp2 4 4.82×1024 12

【解析】（1）銅是29號(hào)元素，根據(jù)構(gòu)造原理知，Cu的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1），Cu2+核外有27個(gè)電子，Cu2+的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）；K的核外電子排布式是[Ar]4s1，Cr的核外電子排布式是[Ar]3d54s1，所以與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素還有K和Cr。

（2）PO43-中P原子的價(jià)層電子對(duì)=4+（5+3-4×2）=4，且不含孤電子對(duì)，所以其空間構(gòu)型為正四面體型，故答案為：正四面體。

（3）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但P元素 3p3處于半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，所以第一電離能大同周期相鄰元素，P、S為同周期相鄰元素，所以第一電離能大小關(guān)系為 P>S，故答案為：P>S；P元素 3p3半充滿，較穩(wěn)定，所以第一電離能大。

（4）氫鍵應(yīng)形成于X…H-Y形式當(dāng)中，X、Y必須是N、O、F元素之一，這樣就有兩種可能：①H3N…H-O-H；②H2N-H…OH2；由于一水合氨可電離出NH4+和OH-，所以①結(jié)構(gòu)是合理的，如果是②則應(yīng)電離出NH2-和H3O+，故B項(xiàng)正確。

（5）氨基乙酸銅的分子中有一種碳有碳氧雙鍵，碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，碳的雜化方式為sp3雜化，故答案為：sp3、sp2；原子核外沒有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，所以說，一個(gè)原子核外有幾個(gè)電子就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但是空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不是電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，碳原子有1s、2s、2個(gè)2p共4個(gè)軌道，4個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故答案為：4。

（6）在CN-中碳原子與氮原子是以共價(jià)三鍵結(jié)合的，含有1個(gè)鍵、2個(gè)π鍵，所以1mol[Cu(CN)4]2-含有的π鍵的數(shù)目為：2×4×NA≈4.82×1024

（7）面心立方結(jié)構(gòu)的晶體,其配位數(shù)是12，因?yàn)橐阅骋辉�子為原點(diǎn)，離它最近的（即第一近鄰）有12個(gè)原子，故答案為：12；銅晶體為面心立方最密堆積，則每個(gè)晶胞中含有銅的原子：8× +6× =4，Cu原子半徑為r=127.8pm=127.8×10-10cm，假設(shè)晶體銅的密度為ρ，晶胞的邊長為d，d=4r，d=2r=2×127.8×10-10，則晶胞的體積是d3，則ρd3= ，解得：ρ= ，故答案為： 。