Question

【题目】（化学---选修3：物质结构和性质）锂—磷酸氧铜电池正极的的活性物质是Cu4O（PO4）2，可通过下列反应制备：2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O＝Cu4O（PO4）2↓+3Na2SO4+（NH4）2SO4+H2O

（1）写出基态Cu2+的核外电子排布式：____________，与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有___________（填元素符号），上述方程式中涉及到的N、O元素第一电离能由小到大的顺序为________________。

（2）PO43-的空间构型是___________。

（3）与NH3具有相同空间构型和键合形成的分子或离子有_________、___________（各举一例）

（4）氨基乙酸铜的分子结构如图，氮原子的杂化方式为______________。

（5）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu（CN）4]2-，则1molCN-中含有的π键的数目为___________。

（6）Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式

为______________________。

（7）铜晶体为面心立方最密堆积，铜的原子半径为127.8pm，列出晶体铜的密度表达式____________。

Answer 1

【答案】（1）[Ar]3d9 （1分），K Cr（2分），O<N（1分）（2）正四面体（1分）

（3）PH3或AsH3（1分）、H3O+或CH3-等（1分）（4）sp3 sp2 （2分）

（5）2NA（2分） （6）CuH（2分） （7）9.0g/cm-3

【解析】

试题分析：（1）Cu是29号元素，其基态Cu2+的核外电子排布式为：[Ar]3d9。与Cu同周期的元素中，与铜原子最外层电子数相等的元素还有K、Cr。7号元素Ｎ原子的电子排布式为1s22s22p3．8号元素O原子的电子排布式为1s22s22p4，当元素的原子核外电子层上的电子处于全充满、半充满或全空状态时，能量低比较稳定。N原子的电子处于半充满状态，是稳定状态。所以N、O元素第一电离能由小到大的顺序为O＜N。

（2）PO43－中中心原子的价层电子对数＝，所以其空间构型是正四面体。

（3）与NH3互为等电子体的分子有CH4、H2O、HF、PH3 或AsH3；离子有NH4+、H3O＋、OH-、CH3－等。

（4）在氨基乙酸铜的分子中-CH2-碳原子为sp3 杂化，羰基碳原子为sp2杂化。

（5）在CN－中碳原子与氮原子是以共价三键结合的，含有的2个π键。所以1 mol CN－中含有的π键的数2NA。

（6）在该化合物的晶胞中Cu：12×（1/6）+2×（1/2）+3=6，H:6×（1/3）+1+3=6所以Cu：H=1:1，故该化合物的化学式为 CuH。

（7）铜晶体为面心立方最密堆积，则每个晶胞中含有铜的原子：8 ×（1/8）+6×（1/2）=4。Cu原子半径为127.8pm=1.278×10-10cm，假设晶体铜的密度为p，晶胞的边长为D．，则晶胞的体积是d3，则p·d3=（4×64）/NA，解得p＝。