Question

【題目】銅及其化合物在生產(chǎn)生活中用途廣泛。回答下列問題：

（1）目前，低壓甲醇銅基催化劑的主要組分是CuO、ZnO和Al2O3，下列氧原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最高的是______（填序號(hào)）。

A．

B．

C．

D．

（2）銅離子是人體內(nèi)多種酶的輔因子，某化合物與Cu+結(jié)合形成如下圖所示的離子。

①該離子中含有化學(xué)鍵的類型有______（填序號(hào)）。

A．極性鍵 B．離子鍵 C．非極性鍵 D．配位鍵

②該離子中碳原子的雜化方式有______。

③H、N、Cu三種元素的電負(fù)性由大到小的順序是______。

（3）甲醇（CH3OH）在Cu催化作用下被氧化成甲醛（HCHO）。甲醛分子內(nèi)σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為______。甲醇分子內(nèi)的O-C-H鍵角______（填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子內(nèi)的O-C-H鍵角。

（4）某磷青銅晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示：

①其中原子坐標(biāo)參數(shù)A為（0，0，0）；B為（0，，）。則P原子的坐標(biāo)參數(shù)為______。

②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有______個(gè)，這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為______。

③若晶體密度為agcm3，最近的Cu原子核間距為______pm（用含NA和a的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】D ACD sp2、sp3 N>H>Cu 3:1 小于 （，，） 4 平面正方形 ×1010

【解析】

（1）依據(jù)能量最低原理回答；

（2）①同種非金屬元素之間存在非極性鍵，不同非金屬元素之間存在極性鍵，含有孤電子對(duì)的原子和含有空軌道的原子間存在配位鍵；

②該離子中有碳碳雙鍵和碳碳單鍵；

③在元素周期表中，通常非金屬性越強(qiáng)的電負(fù)性越大，非金屬性的電負(fù)性大于金屬的電負(fù)性；

（3）根據(jù)原子形成共價(jià)鍵的規(guī)律，并結(jié)合甲醛分子的結(jié)構(gòu)式回答；根據(jù)雜化軌道理論先判斷出甲醛分子與甲醇分子氧原子緊鄰的碳原子的雜化方式，再根據(jù)立體構(gòu)型判斷鍵角大小；

（4）①根據(jù)幾何結(jié)構(gòu)建立空間直角坐標(biāo)系，找出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)；

②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)結(jié)合均攤法計(jì)算作答；距離最近的原子所在的空間位置判斷其空間構(gòu)型；

③觀察晶胞結(jié)構(gòu)判斷最近的Cu原子核間距與邊長之間的關(guān)系，分析作答。

（1）原子的核外電子離核越近能量越低，離核越遠(yuǎn)能量越高，故D項(xiàng)所示的核外排布圖能量最高，故D項(xiàng)正確，

答案為：D；

（2）①該離子中，氮原子和氮原子之間、碳原子和碳原子之間都存在非極性鍵，碳原子和氮原子之間、氮原子和氫原子之間、碳原子和氫原子之間都存在極性鍵，銅原子和氮原子間存在配位鍵；

故答案為：ACD；

②該離子中以碳碳雙鍵存在的碳原子采用sp2雜化，以碳碳單鍵結(jié)構(gòu)存在的碳原子采用sp3雜化方式，

故答案為：sp2、sp3；

③在元素周期表中，通常非金屬性越強(qiáng)的電負(fù)性越大，則N > H，又金屬的電負(fù)性一般小于非金屬的電負(fù)性，則Cu<H，因此H、N、Cu三種元素的電負(fù)性從大到小依次為N>H>Cu，

故答案為：N>H>Cu；

（2）一個(gè)共價(jià)單鍵由一個(gè)σ鍵組成，一個(gè)共價(jià)雙鍵由一個(gè)σ鍵與一個(gè)π鍵組成，而甲醛分子的結(jié)構(gòu)式為：，其分子內(nèi)所含σ鍵的個(gè)數(shù)為3，π鍵個(gè)數(shù)為1，因此σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)之比為3:1；甲醛中C原子形成3個(gè)σ鍵，為sp2雜化，是平面三角形結(jié)構(gòu)，鍵角為120，甲醇分子內(nèi)碳原子形成4個(gè)σ鍵，無孤電子對(duì)，雜化方式為sp3雜化，是四面體結(jié)構(gòu)，OCH鍵角約為10928′,鍵角小于120，所以甲醇分子內(nèi)OCH鍵角比甲醛分子內(nèi)OCH鍵角小，

故答案為：3:1；小于；

（4）①對(duì)照晶胞圖示、坐標(biāo)系及A、B點(diǎn)坐標(biāo)，選A為參照點(diǎn)，P在晶胞內(nèi)的體心處，由空間立體幾何關(guān)系可推知D的坐標(biāo)為：（，，），

故答案為：（，，）；

②該晶體中距離Cu原子最近的Sn原子有4個(gè)，這些Sn原子所呈現(xiàn)的構(gòu)型為平面正方形，

故答案為：4；平面正方形；

③由均攤法可知，該晶體的一個(gè)晶胞中有1個(gè)Sn、3個(gè)Cu和1個(gè)P原子，故該晶胞的摩爾質(zhì)量為 342 g/mol,則一個(gè)晶胞質(zhì)量 g,設(shè)立方體邊長為x,銅原子間最近距離為d,則d2=()2+()2,d = x,結(jié)合密度ρ= ，

V = x3 = = cm3，x = cm，則d = x = cm = ×1010 pm，

故答案為：×1010。