Question

【題目】（化學(xué)一選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)）

氧化亞銅(Cu2O)可用于陶瓷、固體整流器。可用反應(yīng)制備：2(CuSO4·5H2O) Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑+10H2O。回答下列問(wèn)題：

（1）Cu2O中基態(tài)銅的離子的價(jià)層電子排布圖為_______________。在高溫下CuO能分解生成Cu2O，試從原子結(jié)構(gòu)角度解釋其原因__________________。

（2）已知H2SO4的結(jié)構(gòu)式如圖所示：。上述反應(yīng)中：

①在上述產(chǎn)物中，VSEPR模型與硫酸相同的是_________（填化學(xué)式，下同），與NO3－互為等電子體的一種分子是________。

②SO32－的雜化類型是________，請(qǐng)比較鍵角的大小：SO32－_____SO42－(填“>”“<”或“=”)

（3）CuCl2與氨水反應(yīng)可形成配合物[Cu(NH3)4]Cl2，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為____________。

（4）四方晶系CuFeS2晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。已知：a＝b＝0.524 nm，c＝1.032 nm，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，CuFeS2晶體的密度是________gcm3(列出計(jì)算式)。

Answer 1

【答案】3d10 結(jié)構(gòu)上Cu2＋為3d9，而Cu＋為3d10全充滿更穩(wěn)定 H2O SO3 sp3 < 16mol，或者16×6.02×1023個(gè)

【解析】

（1）Cu原子失去最外層1個(gè)電子生成Cu+，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)Cu+離子的核外電子排布式；原子軌道處于全空、半滿或全滿時(shí)最穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)上Cu2＋為3d9，而Cu＋為3d10全充滿更穩(wěn)定，在高溫下CuO能分解生成Cu2O；

（2）①H2O中O原子采取sp3雜化，VSEPR模型與硫酸相同的是H2O，與NO3－互為等電子體的一種分子是SO3 ；

②SO32－中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為：3+=4，SO32－的雜化類型是sp3；SO32－有孤電子對(duì)，對(duì)成鍵電子對(duì)斥力大，鍵角變小，據(jù)此分析SO32－和SO42－鍵角的大小；

（3）1mol配合物[Cu（NH3）4]Cl2中，1mol氨氣中含有3molσ鍵，總共含有σ鍵的物質(zhì)的量為：3mol×4=12mol，1mol該配合物中含有4mol配位鍵，據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；

（4）根據(jù)均攤法進(jìn)行計(jì)算晶胞內(nèi)共含”CuFeS2“個(gè)數(shù)；根據(jù)m=ρV進(jìn)行計(jì)算。

（1）Cu＋離子的價(jià)層電子排布式為3d10，由泡利原理、洪特規(guī)則，價(jià)電子排布圖為；Cu原子失去1個(gè)電子生成Cu＋，Cu＋核外有28個(gè)電子，失去的電子數(shù)是其最外層電子數(shù)，根據(jù)構(gòu)造原理知Cu＋的價(jià)電子排布式3d10 ，原子軌道處于全空、半滿或全滿時(shí)最穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)上Cu2＋為3d9，而Cu＋為3d10全充滿更穩(wěn)定，在高溫下CuO能分解生成Cu2O。

（2）①H2O，O原子形成2個(gè)O-H鍵，含有2對(duì)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)目為4，O原子采取sp3雜化，VSEPR模型與硫酸相同的是H2O，與NO3－互為等電子體的一種分子是SO3 。

②SO32－中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為：3+=4，SO32－的雜化類型是sp3；SO32－有孤電子對(duì)，對(duì)成鍵電子對(duì)斥力大，鍵角變小，鍵角的大小：SO32－<SO42－；

（3）1mol配合物[Cu（NH3）4]Cl2中，1mol氨氣中含有3molσ鍵，總共含有σ鍵的物質(zhì)的量為：3mol×4=12mol，1mol該配合物中含有4mol配位鍵，所以含有的σ鍵的物質(zhì)的量為：12mol+4mol=16mol，或者16×6.02×1023個(gè)。

（4）晶胞中Fe原子=8× +4×+1=4，Cu原子數(shù)目=6×+4×=4，硫原子數(shù)目=8，晶胞內(nèi)共含4個(gè)”CuFeS2“，則晶胞質(zhì)量=4×g，a=b=0.524nm，c=1.032nm，則晶體的密度=4×g÷（0.524×10-7 cm ×0.524×10-7 cm×1.032×10-7 cm）= g·cm－3。