Question

氮、铜及其化合物以及乙醇、氯化钠的用途广泛。回答下列问题：

(1)基态氮原子中含有______种运动状态不同的电子，与N^3-含有相同电子数的四原子分子是_______(写化学式)，其立体构型是________。

(2)C、N、O、F四种元素的第一电离能由小到大的顺序为_____。

(3)Cu⁺价层电子的轨道表达式(电子排布图)为______。CuO在高温下能分解生成Cu₂O，其原因是_______。

(4)在加热和Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛(CH₃CHO)，乙醛分子中碳原子的杂化方式是____，乙醛分子中H一C—O的键角____ (填“大于”等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C—O的键角。

(5)[Cu(H₂O)₄]²⁺为平面正方形结构，其中的两个H₂O被Cl^-取代后有两种不同的结构，其中[Cu( H₂O)₂(Cl)₂]是非极性分子的结构式为________。

(6)如图所示为NaCl晶体的晶胞结构图和晶胞截面图(截面图中的大球为Cl^-，小球为Na⁺)；

①晶胞中距离1个Na⁺最近的Cl^-有_____个 ，这些C1^-围成的图形是___________。

②若晶体密度为ρg●cm^-3，阿伏加德罗常数的值用N_A表示，则Na⁺的离子半径为_______pm(列出计算表达式)。

Answer

7 NH3 三角锥形 C＜O＜N＜F Cu+的价电子排布为3d10，为全满结构，其结构更稳定 sp3、sp2 > 6 正八面体

【解析】

（1）氮原子一共有7个电子，每个电子的运动状态均不同，则共含有7种运动状态不同的电子；与N3-含有相同电子数的四原子分子是NH3；中心原子的价电子对数为，有1对孤电子对，则该分子空间构型为三角锥形，故答案为：7；NH3；三角锥形；

（2）同一周期元素，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O、F位于同一周期且分别位于第IVA族、第VA族、第VIA族、第VIIA族，所以第一电离能大小顺序为C＜O＜N＜F，故答案为：C＜O＜N＜F；

（3）Cu+的核外有28个电子，根据构造原理知其基态离子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d10，则Cu+价层电子的轨道表达式为：；原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，Cu+的3d轨道上全满，稳定，故答案为：；Cu+的价电子排布为3d10，为全满结构，其结构更稳定；

（4）乙醛分子中甲基上碳原子含有4个σ键，醛基上的碳原子含有3个σ键，所以甲基中的碳原子采用sp3杂化，醛基中的碳原子采用sp2杂化，醛基中碳原子采用sp2杂化、乙醇中含有醇羟基的碳原子采用sp3杂化，导致乙醛分子中H-C-O的键角大于乙醇分子中的H-C-O的键角，故答案为：sp3、sp2；>；

（5）Cu（H2O）4]2+为平面正方形结构，其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构，[Cu（H2O）2（Cl）2]是非极性分子，说明该分子的结构不对称，则其结构式为，故答案为：；

（6）①由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl，以中间的黑色球为Na+离子研究，距离一个Na+最近的Cl-在其上下前后左右共6个，围成的图形是正八面体，故答案为：6，正八面体；

②晶胞中Na+离子数目=1+12×=4，Cl-离子数目=8×+6×=4，故晶胞质量m=g，晶胞体积V=cm3，令Cl-离子半径为r，则棱长为，则，解得：，Na+的半径为，故答案为：。