Question

【題目】Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池領(lǐng)域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料，可制備Cu2O。

(1)在基態(tài)Cu2＋核外電子中，M層的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有_________種。

(2)Cu2＋與OH－反應(yīng)能生成[Cu(OH)4]2－，[Cu(OH)4]2－中的配位原子為_____(填元素符號(hào))。

(3)[Cu(NH3)4]2+具有對(duì)稱(chēng)的空間構(gòu)型，[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，則[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型為________。

(4)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，分子中碳原子的軌道雜化類(lèi)型為________；推測(cè)抗壞血酸在水中的溶解性：________(填“難溶于水”或“易溶于水”)。

(5)一個(gè)Cu2O晶胞(如圖2)中，Cu原子的數(shù)目為________。

(6)單質(zhì)銅及鎳都是由_______________鍵形成的晶體：元素銅與鎳的第二電離能分別為：ICu=1959kJ/mol，INi=1753kJ/mol，ICu>INi的原因是_________________________________。

Answer 1

【答案】17 O 平面正方形 sp3、sp2 易溶于水 4 金屬 銅失去的是全充滿(mǎn)的3d10電子，鎳失去的是4s1電子

【解析】

根據(jù)Cu2+的核外電子排布式，求出M層上的電子數(shù)，判斷其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種數(shù)；根據(jù)配位鍵形成的實(shí)質(zhì)，判斷配原子；根據(jù)[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl取代，能得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，判斷其空間構(gòu)型；根據(jù)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)，求出價(jià)層電子對(duì)數(shù)，由價(jià)層電子對(duì)互斥理論，判斷碳原子雜化類(lèi)型；由均攤法求出原子個(gè)數(shù)比，根據(jù)化學(xué)式判斷Cu原子個(gè)數(shù)；根據(jù)外圍電子排布，判斷失電子的難易，比較第二電離能的大小。

（1）Cu元素原子核外電子數(shù)為29，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s、3d能級(jí)的1個(gè)電子形成Cu2+，Cu2+的核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d9，M層上還有17個(gè)電子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有17種；答案為17。

（2）Cu2＋與OH－反應(yīng)能生成[Cu(OH)4]2－，該配離子中Cu2+提供空軌道、O原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵，所以配原子為O；答案為O。

（3）[Cu(NH3)4]2+中形成4個(gè)配位鍵，具有對(duì)稱(chēng)的空間構(gòu)型，可能為平面正方形或正四面體，若為正四面體，[Cu(NH3)4]2+中的兩個(gè)NH3被兩個(gè)Cl-取代，只有一種結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)為平面正方形；答案為平面正方形。

（4）該分子中亞甲基、次亞甲基上C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)都是4，連接碳碳雙鍵和碳氧雙鍵的C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是3，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷該分子中碳原子的軌道雜化類(lèi)型，前者為sp3雜化、后者為sp2雜化；抗壞血酸中羥基屬于親水基，能與水分子形成氫鍵，所以抗壞血酸易溶于水；答案為sp3、sp2；易溶于水；

（5）該晶胞中白色球個(gè)數(shù)=8×+1=2、黑色球個(gè)數(shù)為4，則白色球和黑色球個(gè)數(shù)之比=2：4=1：2，根據(jù)其化學(xué)式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，則該晶胞中Cu原子數(shù)目為4；答案為4。

（6）單質(zhì)銅及鎳都屬于金屬晶體，都是由金屬鍵形成的晶體；Cu+的外圍電子排布為3d10，呈全充滿(mǎn)狀態(tài)，比較穩(wěn)定，Ni+的外圍電子排布為3d84s1，Cu+失去電子是3d10上的，Cu+的核外電子排布穩(wěn)定，失去第二個(gè)電子更難，Ni+失去電子是4s上的，比較容易，第二電離能就小，因而元素銅的第二電離能高于鎳的第二電離能；答案為金屬，Cu+電子排布呈全充滿(mǎn)狀態(tài)，比較穩(wěn)定，失電子需要能量高，第二電離能數(shù)值大。