Question

【題目】我國(guó)科學(xué)家在材料研發(fā)中取得了較大的進(jìn)展，例如嫦娥四號(hào)探測(cè)器所搭載的“玉兔二號(hào)”月球車，通過砷化鎵(GaAs)太陽能電池提供能量進(jìn)行工作。再例如我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了硒化銅納米催化劑在二氧化碳電化學(xué)還原法生產(chǎn)甲醇過程中催化效率高。請(qǐng)回答下列問題：

（1）基態(tài)As原子的核外價(jià)電子排布圖為_____。

（2）鎵失去電子的逐級(jí)電離能(單位：kJmol-1)的數(shù)值依次為577、1985、2962、6192，由此可推知鎵的主要化合價(jià)為____和+3，砷的電負(fù)性比鎵_____(填“大”或“小”)。

（3）硒所在的主族中，簡(jiǎn)單的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)最低的是_____(填化學(xué)式)。

（4）電還原制備CH3OH的原理：2CO2+4H2O2CH3OH+3O2。在該反應(yīng)中，含極性鍵的非極性分子是_____(填化學(xué)式)。

（5）苯分子中6個(gè)C原子，每個(gè)C原子有一個(gè)2p軌道參與形成大π鍵。6個(gè)2p軌道垂直平面形成穩(wěn)定的大π鍵，符號(hào)為П(右下角“6”表示6個(gè)原子，右上角“6”表示6個(gè)電子)。已知某化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，不能使溴水褪色，由此推知，該分子中大π鍵表示為_____。

（6）廢舊印刷電路版中含有銅，為了保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源，通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶解銅，寫出其離子方程式_____。

（7）磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，它由Cu、Sn和P構(gòu)成，錫原子位于立方體頂點(diǎn)，銅原子位于面心，P原子位于銅原子構(gòu)成的正八面體的體心。則磷青銅的化學(xué)式為_____。

Answer 1

【答案】 +1 大 H2S CO2 π Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O Cu3SnP

【解析】

(1) As與N元素同主族，據(jù)此分析解答；

(2) 根據(jù)鎵的電離能突變知，失去1個(gè)或3個(gè)電子電離能突變，由此可推知鎵的主要化合價(jià)；同一周期元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而增大，據(jù)此分析解答；

(3)硒為第四周期ⅥA族元素，結(jié)合影響分子晶體熔沸點(diǎn)的因素分析判斷；

(4)不同元素間形成的共價(jià)鍵為極性鍵，原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，分子里電荷分布均勻，正負(fù)電荷中心重合的分子為非極性分子，據(jù)此分析判斷；

(5)Se原子形成大π鍵，兩個(gè)σ鍵和一對(duì)孤對(duì)電子，雜化方式為sp2雜化；1個(gè)Se原子和4個(gè)C原子共用6個(gè)電子形成大π鍵；

(6)H2O2和稀硫酸的混合溶液與金屬銅反應(yīng)，生成硫酸銅和水；

(7)利用均攤法計(jì)算晶胞中Cu、Sn、P原子數(shù)目，確定磷青銅的化學(xué)式。

(1) As與N元素同主族，基態(tài)As原子的核外價(jià)電子為其4s能級(jí)上2個(gè)電子、4p能級(jí)上3個(gè)電子，所以其價(jià)電子排布式為，故答案為：；

(2)鎵根據(jù)其電離能突變知，失去1個(gè)或3個(gè)電子電離能突變，由此可推知鎵的主要化合價(jià)為+1和+3，同一周期元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)增大而增大，二者位于同一周期且原子序數(shù)Ga＜As，則電負(fù)性As比Ga大，故答案為：+1；大；

(3)硒為第四周期ⅥA族元素，相同類型的氫化物的分子間作用力越小，熔沸點(diǎn)越低，由于水分子間存在氫鍵，硫化氫分子間不存在氫鍵，所以水分子熔沸點(diǎn)高于硫化氫，故沸點(diǎn)最低的是H2S，故答案為： H2S；

(4)CO2結(jié)構(gòu)式為O=C=O，為直線形分子，O2是單質(zhì)分子，二者為非極性分子。H2O分子為V形，H2O和CH3OH分子是極性分子，其中CO2是含極性鍵的非極性分子，故答案為：CO2；

(5)以苯環(huán)為出發(fā)點(diǎn)，形成大π鍵的原子軌道必須平行且垂直同一平面，大π鍵比π鍵穩(wěn)定，不容易與溴發(fā)生加成反應(yīng)。依題意，R分子不能與溴發(fā)生加成反應(yīng)，說明它不存在π鍵，存在大π鍵。由此推知，分子的5個(gè)原子都采用sp2雜化，因?yàn)?/span>sp2雜化的分子是平面結(jié)構(gòu)，硒原子有6個(gè)價(jià)電子，其中2個(gè)價(jià)電子與C原子形成單鍵，1對(duì)孤電子占據(jù)1個(gè)軌道，還有2個(gè)孤電子與4個(gè)C原子的4個(gè)電子形成大π鍵，故答案為：П；

(6)H2O2和稀硫酸的混合溶液與金屬銅反應(yīng)的離子方程式為Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O，故答案為：Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O；

(7)晶胞中，Cu原子數(shù)目=6×=3、Sn原子數(shù)目=8×=1、P原子數(shù)目=1，故磷青銅的化學(xué)式為Cu3SnP，故答案為：Cu3SnP。