Question

【題目】在氣體分析中，常用CuCl的鹽酸溶液吸收并定量測定CO的含量，其化學反應如下：2CuCl+2CO+2H2O＝Cu2Cl22CO2H2O。

回答下列問題：

（1）Cu在元素周期表中屬于______（選填“s”、“p”、“d”或“ds”）區(qū)元素。研究人員發(fā)現(xiàn)在高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+，基態(tài)Cu3+的電子排布式為______。

（2）C、N、O三種原子中的第一電離能最大的是______。NO3-離子的空間構(gòu)型是______。

（3）CO與N2互稱等電子體。

①它們的分子中都存在三個共價鍵，其中包含______個σ鍵，______個π鍵。

②下表為CO和N2的有關(guān)信息。

鍵的類型		A-B（單鍵）	A=B（雙鍵）	A≡B（叁鍵）
鍵能（kJ/mol）	CO	351	803	1071
	N2	159	418	946

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，說明CO比N2活潑的原因是______。

（4）Cu2Cl22CO2H2O是一種配合物，其結(jié)構(gòu)如圖所示：

①該配合物中氯原子的雜化方式為______。

②該配合物中，CO作配體時配位原子是C而不是O的原因是______。

（5）阿伏加德羅常數(shù)的測定有多種方法，X射線衍射法就是其中的一種。通過對CuCl晶體的X射線衍射圖象分析，可以得出CuCl的晶胞如圖所示，則距離每個Cu+最近的Cl-的個數(shù)為______。若晶體中Cl-呈立方面心最密堆積方式排列，Cl-的半徑為a pm，晶體的密度為ρg/cm3，阿伏加德羅常數(shù)NA=______（列計算式表達）。

Answer 1

【答案】ds [Ar]3d8 N 平面三角形 1 2 CO中斷裂第一個π鍵的鍵能比N2的第一個π鍵的鍵能小很多，CO的第一個π鍵容易斷 sp3 電負性：C＜O，C對孤電子對的吸引力較弱，更容易給出孤電子對 4

【解析】

（1）Cu位于周期表中第4周期第ⅠB族，為ds區(qū)元素；Cu的核外電子排布式為[Ar]3d104s1，變成Cu3+需失去3個電子，從最外層開始失去，所以Cu3+的核外電子排布為[Ar]3d8；

（2）同周期主族元素，隨著原子序數(shù)增大，第一電離能呈增大的趨勢，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，則C、N、O三種原子中的第一電離能最大的是N；對于，根據(jù)VSEPR理論，VP=BP+LP=3+=3，則其空間構(gòu)型為平面三角形；

（3）①據(jù)N2分子的結(jié)構(gòu)N≡N可知，分子中包含1個σ鍵、2個π鍵，故答案為：1；2；

②CO中C≡O→C=O，放出：1071kJ/mol-803kJ/mol=268kJ/mol，N2中N≡N→N=N，放出：946kJ/mol-418kJ/mol=528kJ/mol，由此可知反應中，CO中第一個π鍵的鍵能比N2的小很多，CO的第一個鍵容易斷；

（4）①根據(jù)圖中，氯原子形成了四條共價鍵，即有四條雜化軌道，雜化類型為sp3；

②C的電負性小于O，對孤電子對吸引能力弱，給出電子對更容易，CO作配體時，配位原子是C而不是O；

（5）圖示晶胞中不能觀察到完成的Cu+的成鍵，但根據(jù)Cl原子的成鍵情況判斷Cu+的情況，圖中觀察到每個Cl原子周圍有4個Cu+距離最近，因CuCl中離子個數(shù)比為1：1，故距離每個Cu+最近的Cl-的個數(shù)是4個；若晶體中Cl-呈立方面心最密堆積方式排列，Cl-的半徑為a pm，則晶胞棱長為4a××10-10 cm，故晶胞體積為(4a××10-10cm)3，晶胞中Cl原子數(shù)目為4，CuCl中離子個數(shù)比為1:1，故Cu原子數(shù)目為4，則(4a××10-10cm)3×ρg/cm3=，整理得：。