Question

【題目】黃銅礦(主要成分為CuFeS2)是生產銅、鐵和硫酸的原料。回答下列問題:

（1）基態(tài)Cu原子的價電子排布式為________

（2）從原子結構角度分析,第一電離能I1(Fe)與I1(Cu)的關系是:I1(Fe)____I1(Cu)(填“>“<"或“=”)

（3）血紅素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血紅素(含F(xiàn)e2+)可用于治療缺鐵性貧血。吡略和血紅素的結構如下圖:

①已知吡咯中的各個原子均在同一平面內，則吡咯分子中N原子的雜化類型為_______

②1mol吡咯分子中所含的σ鍵總數(shù)為____個。分子中的大π鍵可用表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù),則吡略環(huán)中的大π鍵應表示為_____。

③C、N、O三種元素的簡單氫化物中，沸點由低到高的順序為________(填化學式)。

④血液中的O2是由血紅素在人體內形成的血紅蛋白來輸送的,則血紅蛋白中的Fe2+與O2是通過_____鍵相結合。

（4）黃銅礦冶煉銅時產生的SO2可經過SO2SO3H2SO4途徑形成酸雨。SO2的空間構 型為________。H2SO4的酸性強于H2SO3的原因是____________

（5）用石墨作電極處理黃銅礦可制得硫酸銅溶液和單質硫。石墨的晶體結構如下圖所示,虛線勾勒出的是其晶胞。則石墨晶胞中含碳原子數(shù)為____個。已知石墨的密度為ρg/cm3,C-C鍵的鍵長為rcm,設阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則石墨晶體的層間距d=______cm。

Answer 1

【答案】 3d104s1 ＞ sp2 10NA CH4＜NH3＜H2O 配位鍵 V形 SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合價為+6，S的正電性強于SO(OH)2（或H2SO3）中的S，使羥基中O─H間的共用電子對更易偏向O原子，羥基更容易電離出H+，故酸性H2SO4強于H2SO3 4

【解析】（1）Cu原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，基態(tài)Cu原子的價電子排布式為.3d104s1 ；正確答案：.3d104s1。

2）Cu原子的價電子3d104s1，失去1個電子后，3d10變?yōu)槿�充滿狀態(tài)，結構穩(wěn)定，所以銅原子易失去1個電子，第一電離能較小；而鐵原子價電子為3d64s2，失去1個電子后，不是穩(wěn)定結構，所以，鐵原子不易失去1個電子，第一電離能較大，所以I1(Fe)>I1(Cu)；正確答案：>。

（3）①已知吡咯中的氮原子與其相連的原子均在同一平面內且為平面三角形，則吡咯分子中N原子的雜化類型為sp2 ；正確答案：sp2。

②根據(jù)分子結構可知1mol吡咯分子中單鍵均為σ鍵，有1個N-Hσ鍵，4個C-Hσ鍵、2個C-Nσ鍵、3個C-Cσ鍵；所以所含的σ鍵總數(shù)為10 NA ；吡略環(huán)分子中形成大π鍵的原子數(shù)4個碳+1個氮=5個；電子數(shù)為：氮原子中未參與成鍵的電子為1對，碳碳原子間除了形成σ鍵外，還有4個碳分別提供1個電子形成π鍵，共有電子數(shù)為6；所以吡略環(huán)中的大π鍵應表示為。正確答案：10 NA ； 。

③分子間無氫鍵，沸點最低；而NH3、H2O分子中均含氫鍵，由于氧原子的電負性大與氮原子，所以氫鍵H2O分子間較大，水的沸點最高；因此，三種氫化物的沸點由低到高的順序為CH4＜NH3＜H2O；正確答案：CH4＜NH3＜H2O。

④Fe2+提供空軌道，O2提供孤電子對，通過配位鍵相結合；正確答案：配位鍵。

（4）S基態(tài)3s2 3p4，1個3s與2個3p進行sp2雜化，SO2的空間構型為平面三角形；SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合價為+6，S的正電性強于SO(OH)2（或H2SO3）中的S，使羥基中O─H間的共用電子對更易偏向O原子，羥基更容易電離出H+，故酸性H2SO4強于H2SO3 ；正確答案：平面三角形；SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合價為+6，S的正電性強于SO(OH)2（或H2SO3）中的S，使羥基中O─H間的共用電子對更易偏向O原子，羥基更容易電離出H+，故酸性H2SO4強于H2SO3 。

（5）石墨的晶胞結構如圖所示，設晶胞的底邊長為acm，高為hcm，層間距dcm，則h=2d，由圖可以看出1個石墨晶胞中含有4個碳原子(4=8×+4×+2×+1)。

則由圖可知:a/2=r×sin 60°，得a=√3r，

ρg·cm-3==，解得d=；正確答案：4；。