Question

20．CuCl和CuCl₂都是重要的化工原料，常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等．已知：
①CuCl可以由CuCl₂用适当的还原剂如SO₂、SnCl₂等还原制得：
2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O═2CuCl↓+4H⁺+SO₄^2-
2CuCl+SnCl₂═2CuCl↓+SnCl₄
②CuCl₂溶液与乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）可形成配离子[Cu（En）₂]²⁺（En是乙二胺的简写）：

请回答下列问题：
（1）配离子[Cu（En）₂]²⁺的中心原子基态外围电子排布式为3d⁹，H、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞H；
（2）SO₂分子的空间构型为V型；
（3）乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为sp³杂化，乙二胺和三甲胺[N（CH₃）₃]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键．
（4）如图1配离子[Cu（En）₂]²⁺的配位数为4，该微粒含有的微粒间的作用力类型有ABD（填字母）；
A．配位键      B．极性键    C．离子键      D．非极性键E．氢键        F．金属键
（5）CuCl的晶胞结构如图2所示，其中Cl^-的配位数（即与Cl^-最近距离的Cu⁺的个数）为4．

Answer 1

分析 （1）根据核外电子排布规律书写Cu原子的核外电子排布式，电子按能层高低进行失去，进而书写Cu²⁺的外围电子排布式；
同周期自左而右，电负性增大，据此判断O、N元素的电负性，H元素与O、N元素化合时，表现正化合价，H元素的电负性比O、N元素小；
（2）SO₂分子的中心原子S原子的杂化轨道数为3，采取sp²杂化，含有1对孤对电子对，为V型结构；
（3）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3个σ键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp³杂化；
乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之间可以形成氢键，但三甲胺[N（CH₃）₃]分子之间不能形成氢键；
（4）由图1可知配离子[Cu（En）₂]²⁺的配位数为4，离子中存在配位键、C-N键、C-H键、N-H键、C-C键，据此判断离子化学键类型；
（5）由CuCl的晶胞结构图可知，每个Cu⁺周围有4个Cl^-，故每个Cl^-周围有4个Cu⁺．

解答 解：（1）Cu原子的核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，故Cu²⁺的外围电子排布式为3d⁹；
同周期自左而右，电负性增大，电负性O＞N，H元素与O、N元素化合时，H元素表现正化合价，H元素的电负性比O、N元素小，故电负性O＞N＞H；
故答案为：3d⁹；O＞N＞H；
（2）SO₂分子的中心原子S原子的杂化轨道数为$\frac{6}{2}$=3，采取sp²杂化，含有1对孤对电子对，故SO₂为V型结构；
故答案为：V型；
（3）乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）中N原子呈3个σ键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp³杂化；
乙二胺（H₂N-CH₂-CH₂-NH₂）分子之间可以形成氢键，三甲胺[N（CH₃）₃]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高；
故答案为：sp³杂化；乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键；
（4）由图1可知配离子[Cu（En）₂]²⁺的配位数为4；
离子中存在配位键、C-N键、C-H键、N-H键、C-C键，其中C-N键、C-H键、N-H键为极性键，C-C键为非极性键，故离子含有配位键、极性键、非极性键，故选ABD；
故答案为：4；ABD；
（5）由CuCl的晶胞结构图可知，每个Cu⁺周围有4个Cl^-，故每个Cl^-周围有4个Cu⁺；故答案为：4．

点评 本题考查核外电子排布规律、电负性、杂化轨道、分子空间结构、氢键与化学键、晶胞等，综合性较大，难度中等，是对知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础与分析问题解决问题的能力．