Question

【題目】合成氨工藝的一個重要工序是銅洗，其目的是用銅液(醋酸二氨合銅、氨水)吸收在生產過程中產生的CO和CO2等氣體。銅液吸收CO的反應方程式為：Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac (Ac－為CH3COO－的簡寫)

(1)基態原子中未成對電子數最多的短周期元素X，與上述反應中所有元素均不在同一周期，該基態原子的電子排布式為________。

(2) [Cu(NH3)3CO]Ac組成元素中，第一電離能最大的元素是________。(填元素符號)。

(3)HAc可通過將CH3CHO氧化得到，比較HAc與乙醛的沸點高低，并說明原因：________________。

(4)C、N兩種原子可形氣體分子 (CN)2，也可形成有劇毒性的CN－。(CN)2性質與鹵素單質類似，判斷(CN)2中C原子軌道雜化類型為________。與CN－互為等電子體的一種非極性分子的化學式為________。

(5)銅晶胞結構如圖，銅晶體中每個銅原子周圍距離最近的銅原子數目為________。

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Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p3 N 乙酸，主要原因是乙酸分子間存在氫鍵，而乙醛分子間不存在氫鍵 sp N2 12

【解析】

(1)反應中涉及的元素有H、C、N、O、Cu，X與上述反應中所有元素均不在同一周期，則X在第三周期元素，基態原子中未成對電子數最多的短周期元素X是磷，是15號元素，3p軌道為半充滿狀態，核外電子排布式1s22s22p63s23p3；

(2)H、C、N、O、Cu元素中，C、N、O位于同周期，同周期從左到右，第一電離能呈現增大的趨勢，但N的2p軌道為半充滿，第一電離能比相鄰原子大；Cu是位于第四周期的元素，電離能較小；H位于第一周期元素，電離能也較小，故N的第一電離能最大；

(3)乙酸中含有羧基，乙醛中含有醛基，HAc的沸點高于乙醛，主要原因是乙酸分子間存在氫鍵，而乙醛分子間不存在氫鍵；

(4)(CN)2性質與鹵素單質類似，應該為直線型分子，C原子軌道雜化類型為sp雜化；

與CN－互為等電子體的一種分子為2個原子，最外層電子數為10個，屬于非極性分子的化學式為N2；

(5)以上底面中心的銅原子為研究對象，距離最近的銅原子位于上底面的頂點，共有4個銅原子，上下晶胞的側面的面心位置各有4個銅原子，共有12個銅原子與上底面的銅原子距離最近。