Question

16．過(guò)渡金屬的某些氧化物能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛，如銅錳氧化物（CuMn₂O₄）等．
（1）銅元素位于第4周期第ⅠB族．基態(tài)Cu⁺的核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰．SO₄^2-的空間構(gòu)型為正四面體．
（2）HCHO中含有的σ鍵和π鍵數(shù)目之比為3：1．
（3）火山噴出的巖漿中含有多種硫化物，冷卻時(shí)ZnS比HgS先析出，原因是二者均為離子晶體，ZnS的晶格能大于HgS，故ZnS先析出．
（4）CuCl的鹽酸溶液能吸收CO形成配合物氯化羰基亞銅[Cu₂Cl₂（CO）₂•2H₂O]，其結(jié)構(gòu)如圖1所示．下列說(shuō)法不正確的是ACD
A．該配合物質(zhì)含有離子鍵和配位鍵
B．該配合物中Cl原子的雜化類(lèi)型為sp³
C．該配合物只有CO和H₂O作為配體
D．CO與N₂的價(jià)電子總數(shù)相同，其結(jié)構(gòu)為C=O
（5）請(qǐng)判斷鍵角NF₃＜ NH₃，其原因是由于F的電負(fù)性強(qiáng)于H，使得NF₃中N的電子云密度小，所以NF₃的鍵角小．
（6）Cu₃N形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示．則與同一個(gè)N^3-相連的Cu⁺有6個(gè)，Cu⁺的半徑為a pm，N^3-的半徑為b pm，則Cu₃N的密度為$\frac{1.03×1{0}^{32}}{4（a+b）{{\;}^{3}N}_{A}}$g/cm³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)Cu為29號(hào)元素，根據(jù)電子排布式的書(shū)寫(xiě)方法來(lái)解答；根據(jù)SO₄^2-中心原子含有的共價(jià)鍵個(gè)數(shù)與孤電子對(duì)個(gè)數(shù)之和確定其空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)甲醛的結(jié)構(gòu)式進(jìn)行判斷，單鍵為σ鍵，雙鍵中具有1個(gè)σ鍵、1π鍵；
（3）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS；
（4）復(fù)合物氯化羰基亞銅屬于配合物，存在離子鍵、配位鍵、極性共價(jià)鍵等，配位體有CO、H₂O和Cl原子，Cl原子的雜化類(lèi)型為sp³，CO與N₂屬于等電子體結(jié)構(gòu)相似，故結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)；
（5）成鍵電子對(duì)間的距離越遠(yuǎn)，成鍵電子對(duì)間的排斥力越小，F(xiàn)的電負(fù)性強(qiáng)于H，根據(jù)電子云密度大小分析鍵角大小；
（6）Cu₃N的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，12×$\frac{1}{4}$=3，白色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，所以大球表示Cu原子、小球表示N原子，N^3-的配位數(shù)=3×2=6，Cu₃N的密度ρ=$\frac{m}{V}$．

解答 解：（1）Cu為29號(hào)元素，要注意3d軌道寫(xiě)在4s軌道的前面，同時(shí)還有就是它的3d結(jié)構(gòu)，Cu⁺的基態(tài)電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，SO₄^2-中S原子價(jià)層電子對(duì)=4+$\frac{1}{2}$（6+2-4×2）=4，且不含孤電子對(duì)，所以其立體構(gòu)型是正四面體，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；正四面體；
（2）甲醛的結(jié)構(gòu)式為，分子中含有2個(gè)C-H鍵、1個(gè)C=O鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵中具有1個(gè)σ鍵、1π鍵，故分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為3：1；
故答案為：3：1；
（3）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出，
故答案為：二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出；
（4）A．該復(fù)合物中存在化學(xué)健類(lèi)型有離子鍵、配位鍵、極性共價(jià)鍵等，故A錯(cuò)誤；
B．該復(fù)合物中Cl原子的雜化類(lèi)型為sp³，故B正確；
C．該復(fù)合物中配位體有CO、H₂O和Cl原子，故C錯(cuò)誤；
D．CO與N₂屬于等電子體結(jié)構(gòu)相似，故結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，故D錯(cuò)誤；
故選：ACD；
（5）氟的電負(fù)性大于氫，因此用于N-F成鍵的電子對(duì)更偏向氟 （或離氮原子核較遠(yuǎn)），氮周?chē)�電子密度減小（或N-F成鍵電子對(duì)間的“距離”較遠(yuǎn)），斥力較小，因而鍵角較小，
故答案為：＜； 由于F的電負(fù)性強(qiáng)于H，使得NF₃中N的電子云密度小，所以NF₃的鍵角��；
（6）晶胞中黑色球數(shù)目為12×$\frac{1}{4}$=3，白色球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$=1，故黑色球?yàn)镃u⁺，白色球?yàn)镹^3-，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，棱上的Cu⁺與N^3-相連，以N^3-為中心，在X、Y、Z三個(gè)軸上，在每個(gè)軸上等距離的Cu⁺有2個(gè)，故同一個(gè)N^3-相連的Cu⁺有6個(gè)，晶胞的體積=[（2a+2b）×10^-10cm]³，Cu₃N的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.03×1{0}^{32}}{4（a+b）{{\;}^{3}N}_{A}}$g/cm³，
故答案為：6；$\frac{1.03×1{0}^{32}}{4（a+b）{{\;}^{3}N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查核外電子排布規(guī)律、微粒空間結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、晶體類(lèi)型與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的知識(shí)，難度中等，（6）中注意識(shí)記中學(xué)常見(jiàn)晶胞結(jié)構(gòu)、理解均攤法計(jì)算．