Question

【題目】鋰—磷酸氧銅電池正極的的活性物質是Cu4O(PO4)2，可通過下列反應制備：2Na3PO4+CuSO4+2NH3H2O═Cu4O(PO)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O

（1）寫出基態Cu2+的電子排布式：____________；與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數相等的元素還有____________（填元素符號）。

（2）PO43-的空間構型是____________。

（3）P、S元素第一電離能大小關系為__________________，原因為__________________。

（4）NH3·H2O分子中NH3與H2O之間氫鍵表示為____________。（填序號）

A.N-H…O B.O-H…N C.H-N…H D.H-O…H

（5）氨基乙酸銅分子結構如圖，碳原子的雜化方式為____________，基態碳原子核外電子有____________個空間運動狀態。

（6）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2-，則1mol該配合物中含有的π鍵的數目為______________。

（7）銅晶體為面心立方最密堆積，配位數為_______________，銅的原子半徑為127.8pm，NA表示阿伏伽德羅常數的值，列出晶體銅的密度計算式______________g/cm-3

Answer 1

【答案】 [Ar]3d9 K Cr 正四面體 P>S（1分）P元素 3p3半充滿，較穩定，所以第一電離能大 B sp3 sp2 4 4.82×1024 12

【解析】（1）銅是29號元素，根據構造原理知，Cu的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1），Cu2+核外有27個電子，Cu2+的核外電子排布式是1s22s22p63s23p63d9（或[Ar]3d9）；K的核外電子排布式是[Ar]4s1，Cr的核外電子排布式是[Ar]3d54s1，所以與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數相等的元素還有K和Cr。

（2）PO43-中P原子的價層電子對=4+（5+3-4×2）=4，且不含孤電子對，所以其空間構型為正四面體型，故答案為：正四面體。

（3）同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢，但P元素 3p3處于半充滿狀態，較穩定，所以第一電離能大同周期相鄰元素，P、S為同周期相鄰元素，所以第一電離能大小關系為 P>S，故答案為：P>S；P元素 3p3半充滿，較穩定，所以第一電離能大。

（4）氫鍵應形成于X…H-Y形式當中，X、Y必須是N、O、F元素之一，這樣就有兩種可能：①H3N…H-O-H；②H2N-H…OH2；由于一水合氨可電離出NH4+和OH-，所以①結構是合理的，如果是②則應電離出NH2-和H3O+，故B項正確。

（5）氨基乙酸銅的分子中有一種碳有碳氧雙鍵，碳的雜化方式為sp2雜化，另一種碳周圍都是單鍵，碳的雜化方式為sp3雜化，故答案為：sp3、sp2；原子核外沒有兩個運動狀態完全相同的電子，所以說，一個原子核外有幾個電子就有幾種運動狀態，但是空間運動狀態不是電子運動狀態，碳原子有1s、2s、2個2p共4個軌道，4個空間運動狀態，故答案為：4。

（6）在CN-中碳原子與氮原子是以共價三鍵結合的，含有1個鍵、2個π鍵，所以1mol[Cu(CN)4]2-含有的π鍵的數目為：2×4×NA≈4.82×1024

（7）面心立方結構的晶體,其配位數是12，因為以某一原子為原點，離它最近的（即第一近鄰）有12個原子，故答案為：12；銅晶體為面心立方最密堆積，則每個晶胞中含有銅的原子：8× +6× =4，Cu原子半徑為r=127.8pm=127.8×10-10cm，假設晶體銅的密度為ρ，晶胞的邊長為d，d=4r，d=2r=2×127.8×10-10，則晶胞的體積是d3，則ρd3= ，解得：ρ= ，故答案為： 。