Question

【题目】金属铁、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有重要的用途。下图1表示铜与氯形成化合物A的晶胞(黑球代表铜原子)。图2是Fe3+与乙酰乙酸乙酯形成的配离子B。

回答下列问题

（1）基态Cu原子的核外电子排布式为____________________________。

（2）从原子结构角度分析，第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)________I1(Cu)(填“>“<”或“=”)

（3）化合物A的化学式为____________，Cl原子的配位数是____________。

（4）B中碳原子的杂化轨道类型为________，含有的化学键为________(填字母)。

a．离子键 b．金属键 c．极性键 d．非极性键

e．配位键 f．氢键 g．σ键 h．π键

（5）化合物A难溶于水，但易溶于氨水，其原因可能是________________；与NH3互为等电子体的分子有________________(写化学式，一种即可)。NH3的键角大于H2O的键角的主要原因是________________________________________。

（6）已知化合物A晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体中两个Cu原子之间的最短距离为________________________nm(列出计算表达式即可)。

Answer 1

【答案】 [Ar]3d104s1 或 1s22s22p63s23p63d104s1 > CuCl 4 sp2、sp3 cdegh Cu+可与氨形成易溶于水的配位化合物（或配离子） PH3（或 AsH3等合理答案） NH3、 H2O 分子中 N、 O 原子的孤电子对数分别是 1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越强，键角越小

【解析】（1）Cu为29号元素，核外电子排布为：[Ar]3d104s1（具有3d能级的全满稳定结构）。

（2）Fe和Cu第一电离能都是失去4s上的一个电子需要失去的能量，Fe的4s上是一对电子，Cu的4s上是一个单电子，所以Fe失去4s上的电子需要额外拆开成对电子消耗能量，所以第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)＞I1(Cu)。

（3）晶胞图中，Cl占据晶胞的8个顶点和6个面心，有：个，Cu都在晶胞内有4个，所以化学式为CuCl。

（4）配离子B中有形成4个单键的C，还有形成一个双键的C，所以是sp3和sp2杂化。根据图示，其中存在用→表示的配位键，碳碳之间的非极性键，大量的极性键，单键都是σ键，双键是σ键加π键。所以答案为cdegh。注意：氢键不是化学键，本题不用讨论。

（5）化合物A难溶于水，但易溶于氨水，其原因只可能是其中的Cu+和氨水中的NH3形成了配离子。等电子体的要求是原子数和价电子数都相同，所以最好的方法是进行同主族元素代换，所以答案为PH3等。NH3和H2O的中心原子都是sp3杂化，但是N有一个孤电子对，O有两个孤电子对，所以O对成键电子对的压迫应该强于N对成键电子对的压迫，所以NH3的键角大于H2O的键角。

（6）由图示，晶胞中两个Cu之间的最短距离为晶胞面对角线的一半，即晶胞边长的倍。晶胞中应该含有4个CuCl，所以质量为4×(64+35.5)÷NA=g。晶体的密度为ρg·cm-3，所以晶胞的体积为cm3，晶胞的边长为cm，即nm，所以晶胞中两个Cu之间的最短距离为nm。