Question

【題目】【化學(xué)一選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】銅及其化合物在化工生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問(wèn)題：

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

(2)向硫酸銅溶液中加入乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH3)溶液后，每個(gè)Cu2+可與兩個(gè)乙二胺分子形成四配位離子，導(dǎo)致溶液由藍(lán)色變?yōu)樽仙��?/span>

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(xiě)一種)。

③四配位離子的結(jié)構(gòu)式為_____________________，該離子中所有元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>____________________________。

(3)硫化亞銅和氧化亞銅均為離子晶體，其中熔點(diǎn)較高的為___________(填化學(xué)式)，原因?yàn)?/span>________________________________________________。

(4)下圖為銅與氧(O)、釔(Y)、鋇(Ba)形成的一種超導(dǎo)體材料的長(zhǎng)方體晶胞結(jié)構(gòu)，其晶胞參數(shù)如圖(i)所示，該結(jié)構(gòu)中有平面正方形(CuO4)和四方錐(CuO6)結(jié)構(gòu)單元如圖(ii)所示。

①該超導(dǎo)體材料的化學(xué)式為____________________________。

②已知該化合物的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其密度為____g·cm-3(列出表達(dá)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?yàn)檠蹼x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(diǎn)也高于硫化亞銅 YBa2Cu3O7

【解析】（1）考查元素周期表的位置、能級(jí)，Cu位于第四周期IB族，基態(tài)Cu原子電子排布式為[Ar]3d104s1,s能級(jí)有1個(gè)原子軌道，p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，d能級(jí)有5個(gè)原子軌道，因此Cu原子核外電子占據(jù)軌道數(shù)為15個(gè)；（2）考查雜化類型的判斷、等電子體、電負(fù)性、配位鍵，①根據(jù)乙二胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，C有4個(gè)σ鍵，無(wú)孤電子對(duì)數(shù)，因此C的雜化類型為sp3，N有3個(gè)σ鍵，1個(gè)孤電子對(duì)數(shù)，N的雜化類型為sp3；②根據(jù)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(duì)，Cu2＋提供空軌道，根據(jù)信息每個(gè)Cu2＋可與兩個(gè)乙二胺分子形成四配位離子，結(jié)構(gòu)式為；（3）考查晶體熔沸點(diǎn)高低的判斷，兩者屬于離子晶體，判斷熔沸點(diǎn)高低需要從晶格能的角度思考，因此有因?yàn)檠蹼x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(diǎn)也高于硫化亞銅；（4）考查晶胞的計(jì)算，①根據(jù)圖i，Cu位于頂點(diǎn)和棱上，Ba、Y位于內(nèi)部，根據(jù)圖ii，O位于棱上，共有14個(gè)，根據(jù)均攤法，求出化學(xué)式為YBa2Cu3O7；晶胞的質(zhì)量為，晶胞的體積為（a×10－10×a×10－10×b×10－10）cm3，根據(jù)密度的定義，晶胞的密度為g/cm3。