Question

【題目】AA705合金(含Al、Zn、Mg和Cu)幾乎與鋼一樣堅固，但重量僅為鋼的三分之一，已被用于飛機機身和機翼、智能手機外殼上等。但這種合金很難被焊接。最近科學家將碳化鈦納米顆粒(大小僅為十億分之一米)注入AA7075的焊絲內，讓這些納米顆粒充當連接件之間的填充材料。注入了納米粒子的填充焊絲也可以更容易地連接其他難以焊接的金屬和金屬合金。回答下列問題：

(1)基態銅原子的價層電子排布式為__________。

(2)第三周期某元素的前5個電子的電離能如圖1所示。該元素是_____(填元素符號)，判斷依據是_______。

(3)CN—、NH3、H2O和OH—等配體都能與Zn2+形成配離子。1mol [Zn(NH3)4]2+含___ molσ鍵，中心離子的配位數為_____。

(4)鋁鎂合金是優質儲鈉材料,原子位于面心和頂點，其晶胞如圖2所示。1個鋁原子周圍有_____個鎂原子最近且等距離。

(5)在二氧化鈦和光照條件下，苯甲醇可被氧化成苯甲醛：

①苯甲醇中C原子雜化類型是__________。

②苯甲醇的沸點高于苯甲醛，其原因是__________。

(6)鈦晶體有兩種品胞，如圖所示。

①如圖3所示，晶胞的空間利用率為______(用含п的式子表示)。

②已知圖4中六棱柱邊長為x cm，高為y cm。該鈦晶胞密度為D g·cm-3，NA為______mol—1(用含x y和D的式子表示)。

Answer 1

【答案】3d104s1 Mg I3是I2的5倍多，說明最外層有2個電子， 16 4 8 sp2、sp3 苯甲醇分子間存在氫鍵，苯甲醛分子間不存在氫鍵

【解析】

（1）銅原子有29個電子，其3d、4s能級上的電子為其價電子；

(2)根據電離能的突變判斷最外層電子，結合該元素為第三周期元素分析；

(3)所有單鍵包括配位鍵均為σ鍵，雙鍵中有一個為σ鍵，每個NH3分子中含有3個N-H鍵，中心原子Zn與四個N原子之間存在配位鍵；

(4)晶胞中每個側面的4個頂點上的鎂原子和面心上的鎂原子到Al原子的距離相等且最近；

(5)①苯環上碳原子形成3個共用電子對，而-CH2OH中C原子形成4個共用電子對；

②分子間的氫鍵對物質的沸點影響較大，苯甲醇分子間存在氫鍵；

(6)①由圖3可知，晶胞中鈦原子的數目為1+8×=2，設原子半徑為r，則晶胞的對角線為4r，晶胞的邊長為，由此計算空間利用率；

②圖4晶胞中鈦原子的數目為3+2×+12×=6，晶胞的質量為g，六棱柱邊長為x cm，高為y cm，則晶胞的體積為x2ycm3，再結合晶胞的密度計算NA。

（1）銅原子有29個電子，其3d、4s能級上的電子為其價電子，其價電子排布式為3d104s1；

(2)由圖1可知電離能I3是I2的5倍多，說明最外層有2個電子，結合該元素是第三周期元素，則該元素為第三周期第ⅡA元素，此元素為鎂，元素符號為Mg；

(3)所有單鍵包括配位鍵均為σ鍵，雙鍵中有一個為σ鍵，每個NH3分子中含有3個N-H鍵，中心原子Zn與四個N原子之間存在配位鍵，則1mol [Zn(NH3)4]2+含（4+3×4）mol=16molσ鍵，配位體為NH3，中心離子Zn2+的配位數為4；

(4)晶胞中每個側面的4個頂點上的鎂原子和面心上的鎂原子到Al原子的距離相等且最近，則每個鋁原子周圍距離最近的鎂原子有8個；

(5)①苯環上碳原子形成3個共用電子對，碳原子的雜化類型是sp2，而-CH2OH中C原子形成4個共用電子對，碳原子的雜化類型是sp3；

②苯甲醇分子間存在氫鍵，而苯甲醛分子間不存在氫鍵，導致苯甲醇的沸點明顯比苯甲醛高；

(6)①由圖3可知，晶胞中鈦原子的數目為1+8×=2，設原子半徑為r，則晶胞的對角線為4r，晶胞的邊長為，則空間利用率為=；

②②圖4晶胞中鈦原子的數目為3+2×+12×=6，晶胞的質量為gspan>，六棱柱邊長為x cm，高為y cm，則晶胞的體積為x2ycm3，則D=g÷x2ycm3，由此計算得NA=mol—1。