Question

【題目】1915年諾貝爾物理學獎授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他們用X射線對晶體結構的分析所作的貢獻。科學家通過X射線推測膽礬中既含有配位鍵，又含有氫鍵，其結構示意圖可簡單表示如圖，其中配位鍵和氫鍵均釆用虛線表示。

（1）寫出基態Cu原子的核外電子排布式____，S原子的價層電子排布圖______

（2）寫出膽礬晶體中水合銅離子的結構簡式_____(必須將配位鍵表示出來)。

（3）向CuSO4溶液中滴加氨水，可以得到深藍色的溶液，再加入乙醇后析出深藍色晶體，寫出深藍色晶體的化學式_____。比較NH3和[Cu(NH3)4]2+中H-N-H 中鍵角的大�。�NH3_____[Cu(NH3)4]2+（填“” “” 或“=”）。

（4）已知H2O2的結構如圖：

H2O2分子不是直線形的，兩個H原子猶如在半展開的書的兩面紙上，書頁角為93°52′，而兩個O—H鍵與O—O鍵的夾角均為96°52′，估計它難溶于CS2，簡要說明原因______。

（5）分析下表中兩種物質的鍵能數據(單位:kJ/mol)。

	A—B	A=B
CO	357.7	798.9	1 071.9
N2	154.8	418.4	941.7

結合數據說明CO比N2活潑的原因：_________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 [Cu(NH3)4]SO4H2O < 因H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據相似相溶規律，H2O2難溶于CS2中 CO中第一個斷裂的π鍵的鍵能是273kJ/mol，N2中第一個斷裂的π鍵的鍵能是523.3kJ/mol，所以CO的第一個鍵比N2更容易斷

【解析】

(1)銅是29號元素，其原子核外有29個電子，根據構造原理書寫其基態原子核外電子排布式；硫是16號元素，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，根據價電子排布式3s23p4書寫其價層電子排布圖；
(2) CuSO45H2O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對電子對，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數為4；

（3）硫酸銅加氨水生成的深藍色物質是銅氨絡合離子，析出的晶體是銅氨絡合物。由于NH3提供孤對電子與Cu2+形成配位鍵后，N-H成鍵電子對受到的排斥力減小，所以H-N-H鍵角增大；

（4）判斷H2O2、CS2分子的極性，依據相似相溶的原理解答；

（5）根據斷裂三鍵中的中的一個鍵消耗的能量判斷。

(1)銅是29號元素，其原子核外有29個電子，根據構造原理知，其基態原子核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，硫原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，價電子排布式3s23p4，則其價層電子排布圖為；
因此，本題正確答案是：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；；

(2) CuSO45H2O中銅離子含有空軌道，水分子含有孤對電子對，銅離子與水分子之間形成配位鍵，銅離子配體數為4。水合銅離子的結構簡式為，

因此，本題正確答案是：；

（3）向深藍色透明溶液加入乙醇，由于乙醇能降低溶解度，有利于晶體析出，所以[Cu(NH3)4]SO4H2O在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度，故會析出深藍色的晶體：[Cu(NH3)4]SO4H2O；由于NH3提供孤對電子與Cu2+形成配位鍵后，N-H成鍵電子對受到的排斥力減小，所以H-N-H鍵角增大，所以鍵角的大�。�NH3<[Cu(NH3)4]2+，
因此，本題正確答案是：[Cu(NH3)4]SO4H2O；<；

（4）相似相溶原理是指由于極性分子間的電性作用，使得極性分子組成的溶質易溶于極性分子組成的溶劑，難溶于非極性分子組成的溶劑；非極性分子組成的溶質易溶于非極性分子組成的溶劑，難溶于極性分子組成的溶劑，H2O2是極性分子，CS2是非極性分子，依據相似相溶的原理可知，H2O2難溶于CS2，
因此，本題正確答案是：因H2O2為極性分子，而CS2為非極性溶劑，根據相似相溶規律，H2O2難溶于CS2中；

（5）根據表中數據可知，斷裂C≡O中的一個π鍵消耗的能量是1071.9kJ/mol-798.9kJ/mol=273kJ/mol，斷裂N≡N中的一個π鍵消耗的能量是941.7kJ/mol-418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，斷裂一個π鍵CO比N2更容易，所以CO更活潑，
因此，本題正確答案是：CO中第一個斷裂的π鍵的鍵能是273kJ/mol，N2中第一個斷裂的π鍵的鍵能是523.3kJ/mol，所以CO的第一個鍵比N2更容易斷。