Question

【題目】鈣和銅合金可用作電解制鈣的陰極電極材料，回答下列問題：

(1)基態銅原子的價電子排布式為_________________。

(2)CaCO3高溫分解可制得CaO。CaO與 C 在一定條件下可生成CaC2，CaC2與水反應生成 Ca(OH)2和一種 4 原子氣體分子。

①CaCO3中陰離子的空間構型為______________。

②該氣體分子中 σ 鍵與π鍵的數目之比為_____________。

③寫出 2 種與 互為等電子體的分子的化學式______________。

(3)工業上電解 CaCl2制Ca而不采用電解 CaO 的原因是_______________。

(4)在堿性溶液中，縮二脲 HN( CONH2)2與 CuSO4反應得到一種特征紫色物質，其結構如圖所示，該反應原理可用于檢驗蛋白質或其他含鍵的化合物。縮二脲分子中碳原子與氮原子的雜化類型分別為__________、________。

(5)一種鈣銅合金的結構可看作圖a、b 兩種原子層交替堆積排列而成c，其晶胞如圖d。

①a圖Ca-Ca 間距離為x pm，c圖中Ca-Ca間距離為y pm。已知原子擁有的盡可能多的相鄰原子的個數叫該原子的配位數，則晶胞c中Ca原子的配位數(Cu原子)為_______。

②設阿伏加德羅常數的值為 NA，則該鈣銅合金的密度是_______gcm-3(列出計算表達式）。

Answer 1

【答案】3d104s1 平面三角形 3:2 CO、N2 CaO熔點高于CaCl2，熔化時消耗能量高 sp2 sp3 18

【解析】

(1)根據基態Cu原子的外圍電子排布為寫出價電子排布式；

(2)①CaCO3中K2CO3中陰離子為CO32-，中心碳原子形成1個碳氧雙鍵和2個碳氧單鍵，陰離子的空間構型為平面三角形；

②該氣體為C2H2，分子中2個單鍵，1個三鍵，一個單鍵就有一個σ鍵，三鍵中有一個σ鍵和2個π鍵；

③離子中共有14個電子；

(3) CaO熔點高于CaCl2，熔化時消耗能量高；

(4)縮二脲分子中碳原子以單鍵和雙鍵結合與氮原子以單鍵結合；

(5)①以上面面心上的Ca原子為例，該晶胞中該Ca原子配位的Cu原子包含其上面6個、相同層6個、下層6個，所以其配位數是18；

②根據均攤法求出一個晶胞的質量和體積，再根據=計算晶體密度。

(1)基態Cu原子的外圍電子排布為：3d104s1，則基態Cu原子的價電子排布式為3d104s1，故答案為：3d104s1；

(2)①CaCO3中K2CO3中陰離子為CO32-，中心碳原子形成1個碳氧雙鍵和2個碳氧單鍵，陰離子的空間構型為平面三角形，故答案為：平面三角形；

②該氣體為C2H2，分子中2個單鍵，1個三鍵，一個單鍵就有一個σ鍵，三鍵中有一個σ鍵和2個π鍵，分子中σ鍵與π鍵數目比為3：2，故答案為：3：2；

③離子中共有14個電子，符合的有CO、N2，故答案為：CO、N2；

(3)氧化鈣熔點比氯化鈣熔點高，熔融離子晶體要消耗能源，從而增加成本，為減少成本，所以用熔融氯化鈣冶煉鈣，故答案為：CaO熔點高于CaCl2，熔化時消耗能量高；

(4)縮二脲分子中碳原子以單鍵和雙鍵結合，分子中的C原子采取sp2雜化，氮原子以單鍵結合分子中的N原子采取sp3雜化，故答案為：sp2；sp3；

(5)①以上面面心上的Ca原子為例，該晶胞中該Ca原子配位的Cu原子包含其上面6個、相同層6個、下層6個，所以其配位數是18，故答案為：18；

②根據c可知，該晶胞中Ca原子個數=12× +2×=3、Cu原子個數=12×+6×+6=15，該晶胞體積=[(x×10-10)2sin60°×6× (x×10-10)]cm3=x2y×10-30cm3，晶體密度=，故答案為：。