Question

鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質(zhì)是Cu₄O（PO₄）₂，可通過(guò)下列反應(yīng)制備：

2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃?H₂O=Cu₄O（PO4）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）₂SO₄+H₂O
（1）寫出基態(tài)Cu的價(jià)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)），上述方程式中涉及到的N、O、P、S元素第一電離能由小到大的順序?yàn)?div id="fciwulp" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．及電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?div id="hdshddd" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

Answer 1

考點(diǎn)：元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,晶胞的計(jì)算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）根據(jù)Cu原子序數(shù)，寫出其核外電子排布式；根據(jù)其最外層電子數(shù)判斷；同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但ⅡA族最外層為ns能級(jí)容納2個(gè)電子，為全滿確定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，ⅤA族np能級(jí)容納3的電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能也高于同周期相鄰元素，同主族自上而下電離能降低；同一周期中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，同主族自上而下電離能降低，非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越強(qiáng)；
（3）根據(jù)氮原子的成鍵情況判斷氮原子的雜化方式，氮原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵個(gè)數(shù)+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)；
（4）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，含有的2個(gè)π鍵；
（5）判斷Cu元素和H元素所在位置，根據(jù)均攤法計(jì)算；

解答： 解：（1）Cu是29號(hào)元素，其基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；價(jià)電子排布式為：3d¹⁰4s¹；Cu最外層電子數(shù)為1，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、Cr；7號(hào)元素N原子的電子排布式為1s²2s²2p³，8號(hào)元素O原子的電子排布式為1s²2s²2p⁴，當(dāng)元素的原子核外電子層上的電子處于全充滿、半充滿或全空狀態(tài)時(shí)，能量低比較穩(wěn)定，N原子的電子處于半充滿狀態(tài)，是穩(wěn)定狀態(tài)，所以N、O元素第一電離能由小到大的順序?yàn)镺＜N；同主族自上而下電離能降低，所以N、O、P、S元素第一電離能由小到大的順序?yàn)椋篠＜P＜O＜N，
同一周期中，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而增大，所以電負(fù)性大小順序?yàn)椋篘＜O，P＜S，同一主族，元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大而減小，S＜O，P＜N；非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越強(qiáng)，S＜N，所以電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?P＜S＜N＜O，
故答案為：3d¹⁰4s¹；K  Cr；S＜P＜O＜N； P＜S＜N＜O；
（3）氮原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+

1

2

（5-3×1）=4，氮的雜化方式為sp3雜化；
故答案為：sp3；
（4）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，含有的2個(gè)π鍵，故CN^-中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為：1：2，
故答案為：1：2；
（5）在該化合物的晶胞中Cu：12×

1

6

+2×

1

2

+3=6；H：6×

1

3

+1+3=6，所以Cu：H=1：1，故該化合物的化學(xué)式為 CuH，
故答案為：CuH；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了核外電子排布、電離能、電負(fù)性、雜化方式、分子構(gòu)型及晶胞的計(jì)算等內(nèi)容，綜合性強(qiáng)，難度較大，注意利用均攤法計(jì)算晶胞原子數(shù)目．