Question

【题目】Cu3N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。

（1）N位于周期表中第 周期 族，与N3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是 。

（2）C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为

（3）Cu+电子排布式为 ，其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu2+和Cu，但CuO在高温下会分解成Cu20，试从结构角度解释高温下CuO何会生成Cu2O： 。

（4）在Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是 ，乙醛分子中H—C—O的键角 (填“大于”“等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C一0的键角。

（5）[Cu(H20)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H20被Cl-取代有两种不同的结构，试画出[Cu(H20)2(C1)2]具有极性的分子的结构式： 。

（6）Cu3N的晶胞结构如图，N3-的配位数为 ，Cu+半径为a pm，N3- 半径为b pm，Cu3N的密度为 g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示)

Answer 1

【答案】（1）二 VA V形 （2）N>O>C （3）1s22s22p6 3s23p63d10

Cu+价电子排布式为3d10，为全充满结构，更稳定

（4）sp2、sp3 大于 （5） （6）6

【解析】

试题分析：（1）N元素位于元素周期表中第二周期第VA族；N3-中的电子数是10个，所以与N3-含有相同电子数的三原子分子是水分子，水分子的空间构型是V型；

（2）同周期元素随核电荷数的增大，第一电离能逐渐增大，但N原子的2p轨道为半充满的稳定状态，所以N的第一电离能大于O，所以C、N、O的第一电离能的大小顺序是N>O>C；

（3）Cu+的核外有28个电子，最外层的4s1电子失去，所以电子排布式为1s22s22p6 3s23p63d10；CuO中Cu为+2价，而+1价Cu价电子排布式为3d10，为全充满结构，更稳定；

（4）乙醛的结构简式我CH3CHO，甲基的C原子周围的化学键都是单键，是sp3杂化，而醛基中的C原子存在双键，所以是sp2杂化；乙醇分子中与醛基相连的C原子也是sp3杂化，受孤对电子的影响，所以sp2杂化的键角大于sp3杂化的键角；

（5）[Cu(H20)4]2+为平面正方形结构，其中的两个H20被Cl-取代且具有极性的分子不是中心对称分子，所以该分子的结构为；

（6）根据原子半径的大小，打球代表Cu原子，小球代表N，N3-的配位数为6，同层为4个，上下各一个；该晶胞中Cu原子的个数是12×1/4=3，N原子的个数是8×1/8=1，晶胞的体积是[（2a+2b）×10-10cm]3，晶胞质量是（3×64+14）/NA，所以晶胞的密度=m/V=206/8(a+b)3×10-30×NA g·cm-3=103×1030/4(a+b)3 NA g·cm-3。