Question

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

（1）N位于周期表中第 周期 族，與N3-含有相同電子數的三原子分子的空間構型是 。

（2）C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為

（3）Cu+電子排布式為 ，其在酸性溶液中不穩定，可發生歧化反應生成Cu2+和Cu，但CuO在高溫下會分解成Cu20，試從結構角度解釋高溫下CuO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 (填“大于”“等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C一0的鍵角。

（5）[Cu(H20)4]2+為平面正方形結構，其中的兩個H20被Cl-取代有兩種不同的結構，試畫出[Cu(H20)2(C1)2]具有極性的分子的結構式： 。

（6）Cu3N的晶胞結構如圖，N3-的配位數為 ，Cu+半徑為a pm，N3- 半徑為b pm，Cu3N的密度為 g·cm-3。(阿伏加德羅常數用NA表示)

Answer 1

【答案】（1）二 VA V形 （2）N>O>C （3）1s22s22p6 3s23p63d10

Cu+價電子排布式為3d10，為全充滿結構，更穩定

（4）sp2、sp3 大于 （5） （6）6

【解析】

試題分析：（1）N元素位于元素周期表中第二周期第VA族；N3-中的電子數是10個，所以與N3-含有相同電子數的三原子分子是水分子，水分子的空間構型是V型；

（2）同周期元素隨核電荷數的增大，第一電離能逐漸增大，但N原子的2p軌道為半充滿的穩定狀態，所以N的第一電離能大于O，所以C、N、O的第一電離能的大小順序是N>O>C；

（3）Cu+的核外有28個電子，最外層的4s1電子失去，所以電子排布式為1s22s22p6 3s23p63d10；CuO中Cu為+2價，而+1價Cu價電子排布式為3d10，為全充滿結構，更穩定；

（4）乙醛的結構簡式我CH3CHO，甲基的C原子周圍的化學鍵都是單鍵，是sp3雜化，而醛基中的C原子存在雙鍵，所以是sp2雜化；乙醇分子中與醛基相連的C原子也是sp3雜化，受孤對電子的影響，所以sp2雜化的鍵角大于sp3雜化的鍵角；

（5）[Cu(H20)4]2+為平面正方形結構，其中的兩個H20被Cl-取代且具有極性的分子不是中心對稱分子，所以該分子的結構為；

（6）根據原子半徑的大小，打球代表Cu原子，小球代表N，N3-的配位數為6，同層為4個，上下各一個；該晶胞中Cu原子的個數是12×1/4=3，N原子的個數是8×1/8=1，晶胞的體積是[（2a+2b）×10-10cm]3，晶胞質量是（3×64+14）/NA，所以晶胞的密度=m/V=206/8(a+b)3×10-30×NA g·cm-3=103×1030/4(a+b)3 NA g·cm-3。