Question

【题目】化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用，其中铁和铜是两种应用广泛的元素。

(1)基态铁原子的价电子轨道表达式为_____。

(2)磁性材料铁氧体在制备时常加入 CH3COONa、尿素[CO(NH2)2]等碱性物质。尿素分子中所含元素的电负性由小到大的顺序是_____，1mol 尿素分子中含有的 σ 键数目为_____。 CH3COONa 中碳原子的杂化类型为_________。

(3)Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，则 Fe(CO)5的晶体类型是_____，写出与CO互为等电子体的分子的电子式_____(任写一种)。

(4)CuO在高温时分解为 O2和 Cu2O，请从阳离子的结构来说明在高温时，Cu2O比 CuO更稳定的原因_____。

(5)磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，某磷青铜晶胞结构如图所示：

①其化学式为_____。

②若晶体密度为 8.82g/cm3，则最近的 Cu原子核间距为_____pm(用含 NA 的代数式表示)。

Answer 1

【答案】 H<C<N<O 7NA sp3、sp2 分子晶体 Cu+的最外层电子排布为3d10，Cu2+的最外层电子排布为3d9，最外层电子排布为全满时稳定，Cu2O比 CuO更稳定 SnCu3P ×1010pm

【解析】

（1）Fe基态原子价电子排布式3d64s2，则基态铁原子的价电子轨道表达式为；故答案为：；

（2）同周期元素从左到右电负性增强，尿素[CO(NH2)2]分子中所含元素的电负性由小到大的顺序是H<C<N<O，尿素的结构如图，分子中含有4个N-H键、2个C-N键，一个C-O键，1mol 尿素分子中含有的 σ 键数目为7NA。根据VSEPR理论，CH3COONa 中甲基中的C原子：VP=BP+LP=4+0=4，中心C为sp3杂化，羧基中的C原子：VP=BP+LP=3+=3，中心C为sp2杂化，故 CH3COONa 中碳原子的杂化类型为sp3、sp2。故答案为：H<C<N<O；7NA；sp3、sp2；

（3）Fe(CO)5又名羰基铁，常温下为黄色油状液体，熔点比较低，则 Fe(CO)5的晶体类型是分子晶体；等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子，与CO互为等电子体的分子为N2，电子式为：。故答案为：分子晶体；；

（4）CuO在高温时分解为 O2和 Cu2O，从阳离子的结构来看，Cu2O比 CuO更稳定的原因是：Cu+的最外层电子排布为3d10，Cu2+的最外层电子排布为3d9，最外层电子排布为全满时稳定，Cu2O比 CuO更稳定。故答案为：Cu+的最外层电子排布为3d10，Cu2+的最外层电子排布为3d9，最外层电子排布为全满时稳定，Cu2O比 CuO更稳定。

（5）①晶体中P原子位于中心，含有一个磷原子，立方体每个面心有一个Cu，每个Cu分摊给一个晶胞的占 ，立方体顶角Sn分摊给每个晶胞的原子为，据此得到化学式SnCu3P，故答案为：SnCu3P；

②SnCu3P的摩尔质量为342g·mol－1，则一个晶胞质量m=g，设立方体边长为x，铜原子间最近距离为a，则a2=（）2+（）2，a=x，结合密度ρ=，V=x3== cm，故答案为：×1010pm。