Question

【題目】Ⅰ、Cu2O 廣泛應用于太陽能電池領域。以 CuSO4、NaOH 和抗壞血酸為原料，可制備 Cu2O。

（1）Cu2+基態核外電子排布式為________。

（2）SO4 2﹣的空間構型為_________（用文字描述），Cu2+與 OH-反應能生成[Cu(OH)4 ]2-， [Cu(OH)4]2-中的配位原子為_______（填元素符號）。

（3）抗壞血酸的分子結構如圖 1 所示，分子中碳原子的軌道雜化類型為________；推測抗壞血酸在水中的溶解性：_______（填“難溶于水”或“易溶于水”）。

（4）一個 Cu2O 晶胞（如圖 2）中，Cu 原子的數目為_________。

Ⅱ、磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩定性好、循環性能優良、安全性高等特點，文獻報道可采用 FeCl3、NH4H2PO4、LiCl 和苯胺等作為原料制備。回答下列問題：

（5）在周期表中，與 Li 的化學性質最相似的鄰族元素是___，該元素基態原子核外 M層電子的自旋狀態_______（填“相同”或“相反”）。

（6）苯胺（ ）的晶體類型是_________。苯胺與甲苯（ ）的相對分子質量相近，但苯胺的熔點（-5.9℃）、沸點（184.4℃）分別高于甲苯的熔點（-95.0℃）、沸點（110.6℃），原因是________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 正四面體形 O sp3、sp2 易溶于水 4 Mg 相反 分子晶體 苯胺中存在電負性較強的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高。

【解析】

(1)Cu原子失去4s能級上1個電子、3d能級上1個電子生成銅離子，據此書寫該基態離子核外電子排布式；

(2)SO42-中S原子價層電子對個數且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷該微粒空間構型；該配離子中Cu2+提供空軌道、O原子提供孤電子對形成配位鍵；

(3)中1、2、3號C原子價層電子對個數是4，4、5、6號碳原子價層電子對個數是3，根據價層電子對互斥理論判斷該分子中C原子軌道雜化類型；抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性；

(4)該晶胞中白色球個數、黑色球個數為4，則白色球和黑色球個數之比=2：4=1：2，根據其化學式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子；

(5)根據元素周期表和對角線原則可知與鋰化學性質相似的是鎂，鎂的M層電子數是2，占據s軌道，s軌道最多容納2個電子，所以自旋方向相反；

(6)大多數有機物都是分子晶體，除了一部分有機酸鹽和有機堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高，同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵，苯胺中存在電負性較強的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高。

(1)Cu原子失去4s能級上1個電子、3d能級上1個電子生成銅離子，該基態離子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；

(2)SO42中S原子價層電子對個數且不含孤電子對，根據價層電子對互斥理論判斷該微粒空間構型為正四面體形；該配離子中Cu2+提供空軌道、O原子提供孤電子對形成配位鍵，所以配原子為O；

(3)中1、2、3號C原子價層電子對個數是4，4、5、6號碳原子價層電子對個數是3，根據價層電子對互斥理論判斷該分子中C原子軌道雜化類型，1、2、3號C原子采用sp3雜化，4、5、6號C原子采用sp2雜化；抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性，所以抗壞血酸易溶于水；

(4)該晶胞中白色球個數、黑色球個數為4，則白色球和黑色球個數之比=2:4=1:2，根據其化學式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，則該晶胞中Cu原子數目為4；

(5)根據元素周期表和對角線原則可知與鋰化學性質相似的是鎂，鎂的M層電子數是2，占據s軌道，s軌道最多容納2個電子，所以自旋方向相反；

(6)大多數有機物都是分子晶體，除了一部分有機酸鹽和有機堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高，同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵，苯胺中存在電負性較強的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高。