Question

【题目】铜的相关化合物在化工、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

（1）基态Cu原子中，核外电子占据的最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为__________；Cu2+价层电子的电子排布图为___________。

（2）离子晶体中Cu2O熔点比Cu2S熔点高，其原因是___________________________。

（3）Cu可与N、S，O等元素形成化合物，N、S、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______________；在Cu的催化作用下，乙醇可被氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是________________。

（4）1mo[Cu(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为___________。

（5）Cu与N所形成的某种晶体的立方晶胞如图所示，其晶胞参数为anm。该晶体的化学式为___________，晶体的密度为___________g·cm－3(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数)。

Answer 1

【答案】N 球形 Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同，但O2-半径比S2-半径小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高 N>O>S sp3 sp2 20NA Cu3N 2.06×1023/(NA×a3)

【解析】

（1）根据基态Cu原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布为[Ar]3d104s1，以此确定；

（2）离子半径越小，离子所带电荷数越多，晶格能越大，熔点越高；

（3）非金属性越强，第一电离能越大，但N元素的最外层电子处于半满状态，是一种稳定结构，所以它的第一电离能高于同周期相邻的元素；乙醛分子中甲基上碳原子含有4个σ键，醛基上的碳原子含有3个σ键，所以甲基中的碳原子采用sp3杂化，醛基中的碳原子采用sp2杂化；

（4）1个配离子中，4个N与Cu2+形成4条σ键，N、H间形成3×4=12条，共16条，1mol[Cu（NH3）4]2+中σ键的物质的量16mol，数目为16NA；1个SO42-中含有4条σ键，则1molSO42-中含有4molσ键，数目为4NA；因此1mo[Cu(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为20NA；

（5）晶胞中，顶点微粒是8个晶胞共用，棱上微粒是四个晶胞共用，面上微粒是两个晶胞共用；计算出一个晶胞的质量和体积，即可计算密度；

（1）基态Cu原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布为[Ar]3d104s1，最高能层的符号是N，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形；Cu2+价层电子的电子排布图为；

答案： N 球形

（2）由于氧离子的离子半径小于硫离子的离子半径，所以亚铜离子与氧离子形成的离子键强于亚铜离子与硫离子形成的离子键，所以Cu2O的熔点比Cu2S的高；

答案： Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同、阴离子所带的电荷数也相同，但O2-半径比S2-半径小，所以Cu2O的晶格能更大，熔点更高

（3）同一主族中，从上向下，元素第一电离能逐渐减小，同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但N元素的最外层电子处于半满状态，是一种稳定结构，所以它的第一电离能高于同周期相邻的元素，所以N、O、S四种元素的第一电离能由小到大的顺序为S<O<N；乙醛分子中甲基上碳原子含有4个σ键，醛基上的碳原子含有3个σ键，所以甲基中的碳原子采用sp3杂化，醛基中碳原子采用sp2杂化；

答案：N>O>S sp3 sp2

（4）1个配离子中，4个N与Cu2+形成4条σ键，N、H间形成3×4=12条，共16条，1mol[Cu（NH3）4]2+中σ键的物质的量16mol，数目为16NA；1个SO42-中含有4条σ键，则1molSO42-中含有4molσ键，数目为4NA；因此1mo[Cu(NH3)4]SO4中含有σ键的数目为20NA；

答案：20NA

（5）1个晶胞中含有Cu：12×1/4=3，含有N：8×1/8=1，该晶体的化学式为Cu3N；1个晶胞的质量为=，1个晶胞的体积为（a×10-7）3cm3，因此密度为=2.06×1023/(NA×a3)；

答案：Cu3N 2.06×1023/(NA×a3)