Question

【題目】銅是人類最早使用的金屬之一。也是中學中常見的過鍍金屬元素。銅是與人類關系非常密切的有色金屬。被廣泛地作力導線應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。回答下列問題：

(1)基態Cu+原子核外電子排式為___。

(2)CuCl晶體的晶格能可通過如圖的Born-Haber循環計算得到：

銅原子的第一電離能為___kJmol-1；Cl-Cl鍵鍵能為___kJmol-1；CuCl的晶格能為___kJmol-1。

(3)銅鹽屬于重金屬鹽，銅鹽中毒可用青霉胺解毒，解毒原理如下：Cu2+能與青霉胺成環狀絡合物，該環狀絡合物無毒、易溶于水，可經尿液排出。

①青霉胺分子中S原子的軌道雜化類型為___；

②硫化氫與氨氣鍵角的大小：H2S___NH3(填“＞”或“<”)。

③第二周期元素中，第一電離能大于N的元素有___(用元素符號表示)。

④該環狀絡合物無毒、易溶于水，可經尿液排出，請解釋該化合物易溶于水的主要原因：___。

(4)某含銅的離子化合物M由Cs、Cu、Cl三種元素構成，M屬于立方體晶系的離子晶體，其結構如圖所示。試回答下列問題：

①離子化合物M的化學式為___；

②已知Cs和Cl兩元素離子的半徑大小相近，該晶體中兩種離子聯合組成何種形式的密堆積___；

③若晶胞參數為anm，則這種晶體密度為___gcm-3(用含a、和NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 741.8 242.6 990.9 sp3 < F、Ne 該化合物與水之間可以形成分子間氫鍵 CsCuCl3 面心立方最密堆積

【解析】

(1)Cu為29號元素，失去最外層1個電子形成Cu+，根據核外電子的排布規律，基態Cu+的電子排布式是1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；

(2)據圖可知1mol氣態銅原子各失去一個電子形成氣態Cu+所需要的能量為741.8kJ/mol，所以銅原子的第一電離能為741.8 kJ/mol；0.5mol氯氣吸收 121.3 kJ/mol能量變為氣態氯原子，即斷裂0.5molCl-Cl鍵需要吸收121.3 kJ/mol，所以Cl-Cl鍵鍵能為242.6 kJ/mol；據圖可知：Cu(晶體)+Cl2(g)→CuCl(晶體)△H=-137.2 kJ/mol；

Cu(晶體)→Cu+(g)△H1=+337.4 kJ/mol+741.8 kJ/mol；

Cl2(g)→Cl-(g)△H2=+121.3kJ/mol-346.8kJ/mol；

根據蓋斯定律CuCl(晶體)→Cu+(g)+ Cl-(g)△H3=△H1+△H2-△H =990.9kJ/mol，所以CuCl的晶格能為990.9 kJ/mol；

(3)①圖示結構中S原子形成2個共價單鍵，1個配位鍵，還有1對孤電子對，所以價層電子對數為4，為sp3雜化；

②氨分子只有一對孤對電子，排斥力比有兩對孤對電子的硫化氫小，所以鍵角比硫化氫大；

③同周期元素自左至右第一電離能呈增大趨勢，但由于N原子最外層為半滿狀態，第一電離能大于相鄰的O元素，所以第二周期中第一電離能大于N的有F、Ne；

④該化合物容易與水分子之間形成分子間氫鍵，提高其在水中的溶解度；

(4)①根據均攤法，該晶胞中Cs+的個數為1，Cl-的個數為=3，Cu2+的個數為=1，所以該離子化合物的化學式為CsCuCl3；

②該晶胞中Cs+占據體心，Cl-占據棱心，離子的半徑大小相近，聯合組成面心立方最密堆積；

③晶胞的質量m=g，晶胞的體積V=a3nm3，所以晶胞的密度為=g·nm3=g·cm3