Question

【題目】【化學——選修物質結構與性質】主族元素碳、氧、氮、氟、磷、硒及副族元素鎳、銅元素在化學中有很重要的地位，回答下列問題：

(1)在基態14C原子中,核外存在 對自旋相反的電子，基態氮原子的價層電子排布圖為_________________________。

(2)將F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子構型為 ,其中氧原子的雜化方式為 。

(3)過渡金屬配合物Ni(CO)n的中心原子價電子數與配體提供電子總數之和為18,則n= 。CO與N2結構相似,CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為 。

(4)CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒劑,反應可生成P的最高價含氧酸和銅,該反應的化學方程式是 。

(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請根據結構與性質的關系解釋H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因: ;

(6)已知Cu2O為半導體材料,在其立方晶胞內部有4個氧原子,其余氧原子位于面心和頂點,則該晶胞中有 個銅原子。

(7)用晶體的X射線衍射法對Cu的測定得到以下結果：Cu的晶胞為面心立方最密堆積(如右圖)，已知該晶體的密度為9.00 g·cm－3，Cu的原子半徑為________cm(阿伏加德羅常數為NA，只要求列式表示)。

Answer 1

【答案】(1) 2 (1分)(1分)

(2)V形(1分) sp3(1分) (3)4(2分) 1∶2(1分)

(4)P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。(2分)

(5)H2SeO3中的Se為+4價,而H2SeO4中的Se為+6價,正電性更高,導致Se—O—H中O的電子更向Se偏移,越易電離出H+(2分)

(6) 16 (2分) (7)× (2分)

【解析】

試題分析：(1)14C原子核外電子排布為1s22s22p2，核外存在2對自旋相反的電子，其基態原子的價電子排布圖為；

(2)OF2分子中O原子的價層電子對數=2+(6-2×1)×1/2=4，則O原子的雜化類型為sp3雜化，V形結構；

(3)Ni的價電子數為10，每個配體提供一個電子對，則10+2n=18，故n=4，CO與N2結構相似，含有C≡O鍵，含有1個σ鍵，2個π鍵，CO分子內σ鍵與π鍵個數之比為1：2；

(4)CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒劑，反應生成磷酸和銅，該反應的化學方程式是：P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4；

(5)H2SeO3的分子結構為，Se為+4價，而H2SeO4的分子結構為，Se為+6價，后者Se原子吸電子能力強，導致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，則羥基上氫原子更容易電離出H+；

(6)該晶胞中O原子數為4×1+6×1/2+8×1/8=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知該晶胞中銅原子數為O原子數的2倍，即為16個；

(7)Cu的晶胞為面心立方最密堆積，以頂點Cu原子研究，與之最近的Cu原子位于面心上，每個頂點Cu原子為12個面共用，所以Cu的配位數為12，根據晶胞的結構圖可知，晶胞中含有銅原子數為8×1/8+6×1/2=4，設晶胞的邊長為a cm，則a3ρNA=4×64，所以a=，由于面對角線為a，面對角線的1/4為Cu原子半徑，所以Cu原子半徑為×cm。