Question

【题目】铜是人类利用最早的金属之一，其单质及化合物在人生产生活中有着广泛的应用。

(1)铜可以做成导线，Cu的焰色为___________色；基态Cu2＋的核外电子占据的最高能层的能层符号为___________。

(2)铜可以作为乙醇和氧气反应的催化剂，2CH3CH2OH + O2 CH3CHO + 2H2O。写出与水具有相同空间构型的一个分子和一个离子______________(微粒由短周期元素组成)。从原子轨道重叠方式来看CH3CHO中所含的共价键类型有____________________，碳的杂化方式是______________。

(3)高温超导是世界上最前沿的研究之一，如下图是第一个被发现的高温超导体氧化物的晶胞。该化合物的化学式为___________。与Cu2+紧邻的O2-的个数为___________。已知，阿伏加德罗常数为NA，则晶胞密度为___________g·cm-3。

Answer 1

【答案】绿色 M H2S或SO2，NO或NH σ键和π键 sp2和sp3杂化 La2CuO4 6

【解析】

根据各元素的焰色反应颜色确定铜的焰色反应的颜色，写出铜的核外电子排布式，确定最高能层的符号；根据水分子的价层电子对数确定分子的立体构型，通过同族替换等方法找到分子立体构型相同的分子或原子；根据乙醛的分子结构确定共价键的类型和杂化方式；利用均摊法找出La、Cu、O原子的个数，得出分子式，根据图示找出铜离子的配位数，利用进行计算。

(1) Cu的焰色为绿色；基态Cu2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，占据的最高能层的能层符号为M；

(2)水的成键电子对数为2对，孤对电子对数为2对，价层电子对数为4对，分子的立体构型为V形，与水具有相同空间构型的一个分子可能是SO2或H2S，一个离子可能为NO或NH；CH3CHO分子中含有碳氢单键，碳碳单键，碳氧双键，单键都是σ键，双键中，一个是σ键，一个是π键，CH3CHO中所含的共价键类型有σ键和π键，甲基上碳原子的杂化方式是sp3杂化，醛基上的碳原子采用sp2杂化，CH3CHO中碳原子的杂化方式为sp2和sp3杂化；

(3) La位于棱上和体心，个数为8×+2=4；Cu位于上下顶点和体心，个数为8×+1=2，O原子位于第一层和第三层的棱上和第二层的面上和体心，个数为8×+4×+2=8，,该化合物的化学式为La2CuO4；图中可以看出与Cu2+紧邻的O2-的个数为6；将阿伏加德罗常数为NA，N=2，M=406g/mol，V=a2bpm3代入ρ=，则晶胞密度ρ=g·cm-3。