Question

16．銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有著廣泛的用途．請回答下列問題：
（1）基態(tài)銅原子的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹．
（2）NF₃可由NH₃和F₂在Cu催化劑存在下反應(yīng)直接得到：4NH₃+3F₂$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF₃+3NH₄F
①上述化學(xué)方程式中的5種物質(zhì)所屬的晶體類型有abd（填序號）．
a．離子晶體　　 b．分子晶體　　 c．原子晶體　　 d．金屬晶體
②F、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镕＞N＞O（用元素符號表示）
（3）銅晶體銅原子的堆積方式為面心立方最密堆積．每個(gè)銅原子周圍距離最近的銅原子數(shù)目為12．
（4）某X原子的外圍電子排布式為3s²3p⁵，銅與X形成化合物的晶胞如圖所示（黑點(diǎn)代表銅原子）．
①該晶體的化學(xué)式為CuCl．
②已知該晶體的密度為ρ g•cm^-3，阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為N_A，則該晶體中晶胞的棱長為$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$×10¹⁰pm（只寫計(jì)算式）
（5）合成氨工藝的一個(gè)重要工序是銅洗，其目的是用銅液[醋酸二氨合銅（I）、氨水]吸收在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO和CO₂等氣體．銅液吸收CO的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃?[Cu（NH₃）₃CO]Ac（Ac表示醋酸根）
①如果要提高上述反應(yīng)的反應(yīng)速率，可以采取的措施是bc．（選填編號）
a．減壓　　　b．增加NH₃的濃度　　　c．升溫　　　d．及時(shí)移走產(chǎn)物
②銅液的組成元素中，短周期元素原子半徑從大到小的排列順序?yàn)镃＞N＞O＞H
③NH₃的氮原子的雜化類型為sp³．

Answer 1

分析 （1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫核外電子排布式；
（2）①氨氣、氟氣以及NF₃為分子晶體，銅為金屬晶體，NH₄F為離子晶體；
②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，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；
（3）在金屬晶體的最密堆積中，對于每個(gè)原子來說，在其周圍的原子有與之同一層上有六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周圍都有12個(gè)原子與之相連；
（4）根據(jù)價(jià)電子排布式判斷出X原子為Cl原子；
①利用均攤法計(jì)算得出；
②計(jì)算出一個(gè)晶胞中微粒數(shù)，利用化合物的摩爾質(zhì)量和密度計(jì)算出晶胞邊長；
（5）①增大濃度、升高溫度等，可增大反應(yīng)速率；
②銅液的組成元素中，短周期元素有H、C、N、O等元素，H原子半徑最小，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小；
③根據(jù)價(jià)層電子對互斥理論確定分子的原子雜化方式，價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對個(gè)數(shù)，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2））①氨氣、氟氣以及NF₃為分子晶體，銅為金屬晶體，NH₄F為離子晶體，
故答案為：abd；
②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，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，F(xiàn)、N、O中N原子最外層為半充滿結(jié)構(gòu)，較為穩(wěn)定，所以它們的第一電離能大小順序是I₁（F）＞I₁（N）＞I₁（O），故答案為：F＞N＞O；
（3）在金屬晶體的最密堆積中，對于每個(gè)原子來說，在其周圍的原子有與之同一層上有六個(gè)原子和上一層的三個(gè)及下一層的三個(gè)，故每個(gè)原子周圍都有12個(gè)原子與之相連，對于銅原子也是如此，故答案為：12；
（4）價(jià)電子排布式為3s²3p⁵，則X原子為Cl原子；
①由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Cu原子處于晶胞內(nèi)部，晶胞中含有4個(gè)Cu原子，Cl原子屬于頂點(diǎn)與面心上，晶胞中含有Cl原子數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+6×$\frac{1}{2}$=4，故化學(xué)式為CuCl，
故答案為：CuCl；
②一個(gè)晶胞的摩爾質(zhì)量為4×99.5g/mol，晶胞摩爾體積為$\frac{4×99.5g/mol}{ρg/cm{\;}^{3}}$，則一個(gè)晶胞體積為$\frac{4×99.5}{ρ•NA}$cm³，邊長為$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$cm=$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$×10¹⁰pm，
故答案為：$\root{3}{\frac{4×99.5}{ρNA}}$×10¹⁰；
（5）①增大濃度、升高溫度等，可增大反應(yīng)速率，減壓反應(yīng)速率減小，減小生成物濃度，反應(yīng)速率減小，故答案為：bc；
②銅液的組成元素中，短周期元素有H、C、N、O等元素，H原子半徑最小，同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，則原子半徑C＞N＞O＞H，故答案為：C＞N＞O＞H；
③氨氣中價(jià)層電子對個(gè)數(shù)=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4且含有1個(gè)孤電子對，所以N原子采用sp³雜化，故答案為：sp³．

點(diǎn)評 本題考查較為全面，涉及到電子排布式、雜化類型的判斷以及有關(guān)晶體的計(jì)算等，但解題具有較強(qiáng)的方法性和規(guī)律性，學(xué)習(xí)中注意總結(jié)如何書寫電子排布式，如何判斷分子雜化方式以及有關(guān)晶體計(jì)算等方法．