Question

铜矿( CuFeS₂)是炼铜的最主要矿物。火法冶炼黄钢矿的过程中，其中一步反应是：2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂。回答下列问题。

(1)Cu⁺价电子的电子排布图为___________，Cu₂O与Cu₂S比较，熔点较高的是___________，原因为______________________。

(2)SO₂与SO₃的键角相比，键角更小的是___________。某种硫的氧化物冷却到289.8K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体，其结构片段如图1所示。此固态物质中S原子的杂化轨道类型是___________；该物质的化学式为___________。

(3)离子化合物CaC₂的晶体结构如图2所示。写出该物质的电子式___________。从钙离子看该晶体属于___________堆积，一个晶胞含有的π键平均有___________个。

(4)根据图3可知，与每个C₆₀分子距离最近且相等的C₆₀分子有___________个，其距离为___________cm(列出计算式即可)。

Answer

Cu2O 两物质均为离子化合物，且离子所带电荷数相同，O2-半径小于S2-，所以Cu2O的晶格能大，熔点更高 SO2 sp3 SO3或(SO3)n 面心立方 8 12

【解析】

（1）Cu位于第四周期IB族，Cu＋的价电子为第三层的d能级，根据泡利原理和洪特规则，书写价电子轨道式；Cu2O和Cu2S都属于离子晶体，晶格能越大，晶体熔沸点越高，据此分析作答；

（2）孤电子对之间的斥力>孤电子对-成键电子对之间的斥力>成键电子对之间斥力，据此分析键角大小；利用均摊法求出图1中的化学式组成，再请根据杂化轨道类型判断其杂化方式；

（3）碳化钙中存在离子键与非极性共价键，据此写出其电子式；结合金属原子常见堆积模型作答；再根据均摊法计算所含π键数目。

（1）Cu位于第四周期IB族，Cu＋的价电子为第三层的d能级，根据泡利原理和洪特规则，Cu＋价电子轨道式为；Cu2O和Cu2S都属于离子晶体，晶格能越大，晶体熔沸点越高，晶格能与半径、所带电荷数有关，半径越小、所带电荷数越多，晶格能越大，Cu2O和Cu2S所带电荷数相同，S2-的半径大于O2-的半径，因此Cu2S的沸点低于Cu2O；

故答案为；Cu2O；两物质均为离子化合物，且离子所带电荷数相同，O2-半径小于S2-，所以Cu2O的晶格能大，熔点更高；

（2）SO2含有的孤电子对为(6-2×2)/2=1，SO3中含有孤电子对为(6-2×3)/2=0，孤电子对之间的斥力>孤电子对-成键电子对之间的斥力>成键电子对之间斥力，因此SO3键角大于SO2键角；根据图1可知，该固体结构的基本单元中含S原子数目为1个，O原子数目为=3个，所以其化学式为SO3或(SO3)n，又因为中心S有4个σ键，无孤电子对，价层电子对数为4，杂化轨道数等于价层电子对数，即杂化类型为sp3；

故答案为SO2；sp3；SO3或(SO3)n；

（3）根据图2，CaC2的电子式为：；根据晶胞的结构，Ca2＋位于顶点和面心，因此属于面心立方堆积；C22-位于棱上和体心，属于晶胞的C22-的个数为12×1/4＋1=4，根据CaC2的电子式，两个碳原子之间有3对电子对，即1个C22-有2个π键，即1个晶胞中有2×4=8个π键；

故答案： ；面心立方； 8。

（4）根据图3，与每个C60分子距离最近且相等的C60分子有12个，其距离等于边长的，所以其距离 = ，

故答案为12；。