Question

【化学—--选修3：物质结构与性质】（15分）

金属铜与金属锰及其化合物在工业上有着广泛的应用：

（1）Cu^2＋的外围电子排布图可表示为                                       ；

（2）Mn基态原子核外处在能量最高的能级上的电子共有              种不同的运动状态；

（3）在铜锰氧化物的催化下，空气中CO被氧化成CO₂，HCHO被氧化成CO₂和H₂O

① N₃^-和CO₂是等电子体，则N₃^-的结构式为                                 ；

② HCHO分子中C原子轨道的杂化类型为                                   ；

（4）向CuSO₄溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)₄]^2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)₄]^2－的结构可用示意图表示为                              ；

（5） 用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm(提示：3.61³=47.05），又知铜的密度为9.00g·cm^-3，则铜晶胞的质量是

                       g（保留两位小数）；阿伏加德罗常数为                              (列式计算，保留两位小数）。

Answer

（1）① （2分）

（2）5（2分）

3d

（3）①[N=N=N]- （2分） ②sp2 （2分）

（4） （2分）

（5） 4.23×10-22g（2分） M(Cu)=64g/mol=×NA， NA=6.05×1023mol-1（3分）

【解析】

试题分析：（1）Cu2+3d轨道排布了9个电子，所以外围电子排布图可表示为

（2）Mn基态原子核外能量最高的能级为3d，排布了5个电子，有5种不同的运动状态。

（3）①N3-和CO2是等电子体，则N3-的结构与CO2相似，则结构简式为：[N=N=N]- 。

②HCHO分子中C原子形成了2个碳氢单键、1个碳氧双键，共3个σ键，所以C原子杂化方式为sp2

（4）OH‾中O原子提供孤对电子，Cu提供空轨道，形成配位键，所以[Cu(OH)4]2－的结构示意图为：

（5）Cu的晶胞为面心立方最密堆积，所以Cu位于顶点和面心上，1个晶胞含Cu：8×1/8+6×1/2=4，则铜晶胞的质量是：4×64÷（6.02×1023）= 4.23×10-22g；一个晶胞为研究对象，则M(Cu)=64g/mol=×NA，可得 NA=6.05×1023mol-1。

考点：本题考查电子排布、等电子体、杂化方式、配位键、晶胞的计算。