Question

【题目】铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题：

(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①NH4CuSO3中金属阳离子的核外电子排布式为__________________。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为____________________(填元素符号)。

②向CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4，下列说法正确的是________。

A．氨气极易溶于水，原因之一是NH3分子和H2O分子之间形成氢键的缘故

B．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角

C．[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入乙醇，会析出深蓝色的晶体

D．已知3.4 g氨气在氧气中完全燃烧生成无污染的气体，并放出a kJ热量，则NH3的燃烧热的热化学方程式为：NH3(g)＋3/4O2(g)===1/2N2(g)＋3/2H2O(g) ΔH＝－5a kJ·mol－1

(2)铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的氧气变为臭氧(与SO2互为等电子体)。根据等电子体原理，O3分子的空间构型为________。

(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构(如图所示)，a位置上Cl原子(含有一个配位键)的杂化轨道类型为_______________________。

(4)如图是金属Ca和D所形成的某种合金的晶胞结构示意图，已知镧镍合金与上述Ca－D合金都具有相同类型的晶胞结构XYn，它们有很强的储氢能力。已知镧镍合金LaNin晶胞体积为9.0×10－23 cm3，储氢后形成LaNinH4.5合金(氢进入晶胞空隙，体积不变)，则LaNin中n＝________(填数值)；氢在合金中的密度为________(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】(1)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) N＞O＞S

②AC (2)V形 (3)sp3杂化 (4)5 0.083 g·cm－3

【解析】(1)①NH4CuSO3中的金属铜离子的化合价为＋1价，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；一般情况下，非金属性越强，其第一电离能越大。由于氮原子的2p轨道上电子处于半充满状态，稳定性强，所以其第一电离能大于氧元素，所以其第一电离能的大小顺序是N＞O＞S。

②A项，分子之间形成氢键，可以增加分子与分子之间的作用力，由于NH3分子和H2O分子之间能形成氢键，所以氨气极易溶于水，正确；B项，NH3分子空间构型呈三角锥形，H2O分子空间构型为V形，NH3分子中N原子有一对孤电子对，H2O中O原子有两对孤电子对，孤电子对数越多对成键电子对的斥力越大，故NH3的键角大于水分子的键角，错误；C项，[Cu(NH3)4]SO4属于盐，难溶于有机溶剂，正确；D项，在燃烧热的热化学方程式中水应为液态，错误。

(2)互为等电子体的分子具有相同的空间结构，SO2分子的空间构型为V形，所以O3分子的空间构型也为V形。

(3)a位置上Cl原子形成2个单键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为4，其杂化类型是sp3杂化。

(4)由CaDn晶胞结构可知，8个Ca原子位于晶胞的顶角，D原子有8个处于晶胞面上，1个处于体心。所以1个晶胞中，含有的Ca原子数为：8×＝1，含有的D原子数为8×＋1＝5，故n＝5，则LaNin中n也等于5；氢在合金中的密度为：ρ＝＝0.083 g·cm－3。