Question

【题目】Cu3N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。

(1)N位于周期表中第________周期________族。

(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。

(3)Cu+的电子排布式为________________________，其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu 2+和Cu，但CuO在高温下会分解成Cu2O，试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu2O________________________________________。

(4)在Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是________，乙醛分子中H﹣C﹣O的键角________乙醇分子中的H﹣C﹣O的键角(填“大于”、“等于”或“小于”)。

(5)[Cu(H2O)4]2+中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构，则[Cu(H2O)4]2+的结构为________形。

(6)Cu3N的晶胞结构如图，N3﹣的配位数为________，Cu+半径为a pm，N3﹣半径为bpm，Cu3N的密度________________g/cm3。(阿伏加德罗为常数用NA表示)(1pm＝10﹣10 cm)

Answer 1

【答案】二 VA N>O>C 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 Cu+的3d轨道上电子全满其结构稳定 sp2、sp3 大于 平面正方形 6

【解析】

（1）N位于第二周期VA族；

（2）同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，即三种元素第一电离能大小顺序是N>O>C；

（3）Cu位于第四周期IB族，电子排布式为[Ar]3d104s1，因此Cu＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；CuO中Cu显＋2价，Cu2＋价电子排布式为3d9，Cu2O中Cu显＋1价，Cu＋价电子排布式为3d10，处于全满，结构稳定，所以高温下CuO会生成更稳定的Cu2O；

（4）乙醛的结构简式为CH3CHO，－CH3上的C为sp3，－CHO中C为sp2杂化；乙醛H－C－O中C为sp2杂化，夹角为120°，乙醇H－C－O中C为sp3杂化，夹角为109°28′，因此前者键角大于后者；

（5）两个H2O被Cl－取代有两种不同的结构，推出[Cu(H2O)4]2＋的结构为平面正方形；

（6）该晶胞中大球的个数为12×1/4=3，小球的个数为8×1/8=1，根据其化学式，小球为N3－，大球为Cu＋，根据晶胞，N3－的配位数为6；该晶胞的棱长为(2a＋2b)pm=(2a＋2b)×10－10cm，晶胞的体积为(2a＋2b)3×10－30cm3，晶胞的质量为，晶胞的密度为×（64×3+14）g÷[(2a＋2b)3×10－30cm3]=g/cm3。