Question

11．銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途，如金屬銅用來制造電線電纜，無水合硫酸銅可用作殺菌劑等．
（1）Cu²⁺的核外電子排布式為[Ar]3d⁹．
（2）科學(xué)家通過X射線測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結(jié)構(gòu)示意圖可簡單表示如圖1：

①膽礬的化學(xué)式用配合物的形式表示為[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O．
②膽礬中SO₄^2-的空間構(gòu)型為正四面體，與SO₄^2-互為等電子體的一種分子為CCl₄（填化學(xué)式）；H₂O中O原子的雜化方式為sp³，H₂O、H₂S、H₂Se沸點由高到低的順序為H₂O＞H₂Se＞H₂S．
（3）向硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺子．已知NF₃與NH₃的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是F的電負性大于N元素，NF₃中N-F成鍵電子對偏向于F原子，N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子．
（4）Cu₃N形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示，N^3-的配位數(shù)是6．設(shè)晶胞邊長為a cm，密度為b g/cm³，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為$\frac{206}{a{\;}^{3}b}$（用含a、b的式子表示）．

Answer 1

分析 （1）Cu元素是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去2個電子生成Cu²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理書寫銅離子核外電子排布式；
（2）①根據(jù)圖象知銅離子的配位數(shù)是4，另外一個水分子是結(jié)晶水分子；
②根據(jù)價層電子對互斥理論確定離子空間構(gòu)型及原子雜化方式；根據(jù)等電子體概念可知，原子數(shù)和價電子數(shù)都相等的微�；�為等電子體，據(jù)此分析；氫化物都是分子晶體，分子晶體的熔沸點與其相對分子質(zhì)量成正比，但含有氫鍵的氫化物熔沸點較高；
（3）NF₃中N-F成鍵電子對偏向于F原子，N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子；
（4）該晶胞中黑色球個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3，白色球個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，根據(jù)其化學(xué)式知，黑色球表示Cu⁺、白色球表示N^3-，N^3-的配位數(shù)為6；該晶胞的體積=a³cm³，密度b=$\frac{\frac{64×3+14}{N{\;}_{A}}}{a{\;}^{3}}$，據(jù)此計算N_A．

解答 解：（1）Cu元素是29號元素，其原子核外有29個電子，Cu原子失去2個電子生成Cu²⁺，根據(jù)構(gòu)造原理知銅離子核外電子排布式為[Ar]3d⁹，故答案為：[Ar]3d⁹；
（2）①根據(jù)圖象知銅離子的配位數(shù)是4，另外一個水分子是結(jié)晶水分子，所以其表示式為[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O，故答案為：[Cu（H₂O）₄]SO₄•H₂O；
②膽礬中SO₄^2-的價層電子對個數(shù)=4+$\frac{1}{2}$×（6+2-4×2）=4，所以其空間構(gòu)型正四面體結(jié)構(gòu)，H₂O中O原子價層電子對個數(shù)=2+$\frac{1}{2}$×（6-2×2）=4且含有兩個孤電子對，所以O(shè)原子的雜化方式為sp³；
根據(jù)等電子體概念可知，原子數(shù)和價電子數(shù)都相等的微粒互為等電子體，SO₄^2-離子中有5個原子，價電子數(shù)為32，所以與SO₄^2-離子互為等電子體的一種分子為CCl₄、SiCl₄等；氫化物都是分子晶體，分子晶體的熔沸點與其相對分子質(zhì)量成正比，但含有氫鍵的氫化物熔沸點較高，H₂O分子中含有氫鍵，所以熔沸點最高，熔沸點高低順序是H₂O＞H₂Se＞H₂S，
故答案為：正四面體；CCl₄；sp³；H₂O＞H₂Se＞H₂S；
（3）F的電負性大于N元素，NF₃中N-F成鍵電子對偏向于F原子，N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子，所以NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，故答案為：F的電負性大于N元素，NF₃中N-F成鍵電子對偏向于F原子，N原子上的孤對電子難與銅離子形成配離子；
（4）該晶胞中黑色球個數(shù)=12×$\frac{1}{4}$=3，白色球個數(shù)=8×$\frac{1}{8}$=1，根據(jù)其化學(xué)式知，黑色球表示Cu⁺、白色球表示N^3-，N^3-的配位數(shù)為6；該晶胞的體積=a³cm³，密度b=$\frac{\frac{64×3+14}{N{\;}_{A}}}{a{\;}^{3}}$，則N_A=$\frac{64×3+14}{a{\;}^{3}b}$=$\frac{206}{a{\;}^{3}b}$，
故答案為：6；$\frac{206}{a{\;}^{3}b}$．

點評 本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及原子核外電子排布式的書寫、微�？臻g構(gòu)型及原子雜化方式的判斷、晶胞的計算等知識點，這些知識點都是高考高頻點，根據(jù)構(gòu)造原理、價層電子對互斥理論、密度公式進行分析解答即可，難點是晶胞的計算，題目難度中等．