Question

【題目】【化學一選修3:物質結構與性質】銅及其化合物在化工生產中有著廣泛的應用。回答下列問題：

(1)銅元素在元素周期表中的位置為_________________，基態Cu原子核外電子占據的原子軌道數為____________________。

(2)向硫酸銅溶液中加入乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH3)溶液后，每個Cu2+可與兩個乙二胺分子形成四配位離子，導致溶液由藍色變為紫色。

①乙二胺分子中C、N原子的雜化軌道類型分別為_______________、_________________。

②與硫酸根離子互為等電子體的分子為___________(任寫一種)。

③四配位離子的結構式為_____________________，該離子中所有元素的電負性由大到小的順序為____________________________。

(3)硫化亞銅和氧化亞銅均為離子晶體，其中熔點較高的為___________(填化學式)，原因為________________________________________________。

(4)下圖為銅與氧(O)、釔(Y)、鋇(Ba)形成的一種超導體材料的長方體晶胞結構，其晶胞參數如圖(i)所示，該結構中有平面正方形(CuO4)和四方錐(CuO6)結構單元如圖(ii)所示。

①該超導體材料的化學式為____________________________。

②已知該化合物的摩爾質量為Mg·mol-1，阿伏加德羅常數的值為NA，其密度為____g·cm-3(列出表達式即可)。

Answer 1

【答案】 第四周期第ⅠB族 15 sp3 sp3 CCl4 CBr4 SiCl4 SiF4 Cl2O3(答案合理即可) N＞C＞H＞Cu Cu2O 因為氧離子半徑小于硫離子半徑，所以氧化亞銅的晶格能大于硫化亞銅的晶格能，熔點也高于硫化亞銅 YBa2Cu3O7

【解析】（1）考查元素周期表的位置、能級，Cu位于第四周期IB族，基態Cu原子電子排布式為[Ar]3d104s1,s能級有1個原子軌道，p能級有3個原子軌道，d能級有5個原子軌道，因此Cu原子核外電子占據軌道數為15個；（2）考查雜化類型的判斷、等電子體、電負性、配位鍵，①根據乙二胺的結構簡式，C有4個σ鍵，無孤電子對數，因此C的雜化類型為sp3，N有3個σ鍵，1個孤電子對數，N的雜化類型為sp3；②根據等電子體的定義，與SO42－等電子體的分子是CCl4、CBr4、 SiCl4 、SiF4 、Cl2O3等；③乙二胺中N有孤電子對，Cu2＋提供空軌道，根據信息每個Cu2＋可與兩個乙二胺分子形成四配位離子，結構式為；（3）考查晶體熔沸點高低的判斷，兩者屬于離子晶體，判斷熔沸點高低需要從晶格能的角度思考，因此有因為氧離子半徑小于硫離子半徑，所以氧化亞銅的晶格能大于硫化亞銅的晶格能，熔點也高于硫化亞銅；（4）考查晶胞的計算，①根據圖i，Cu位于頂點和棱上，Ba、Y位于內部，根據圖ii，O位于棱上，共有14個，根據均攤法，求出化學式為YBa2Cu3O7；晶胞的質量為，晶胞的體積為（a×10－10×a×10－10×b×10－10）cm3，根據密度的定義，晶胞的密度為g/cm3。