Question

我国科学家在材料研发中取得了较大的进展，例如嫦娥四号探测器所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。再例如我国科学家发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中催化效率高。请回答下列问题：

（1）基态As原子的核外价电子排布图为_____。

（2）镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ⋅mol^-1)的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为____和+3，砷的电负性比镓_____(填“大”或“小”)。

（3）硒所在的主族中，简单的气态氢化物沸点最低的是_____(填化学式)。

（4）电还原制备CH₃OH的原理：2CO₂+4H₂O2CH₃OH+3O₂。在该反应中，含极性键的非极性分子是_____(填化学式)。

（5）苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键。6个2p轨道垂直平面形成稳定的大π键，符号为П(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个电子)。已知某化合物的结构简式为，不能使溴水褪色，由此推知，该分子中大π键表示为_____。

（6）废旧印刷电路版中含有铜，为了保护环境和节约资源，通常先用H₂O₂和稀硫酸的混合溶液溶解铜，写出其离子方程式_____。

（7）磷青铜晶胞结构如图所示，它由Cu、Sn和P构成，锡原子位于立方体顶点，铜原子位于面心，P原子位于铜原子构成的正八面体的体心。则磷青铜的化学式为_____。

Answer

+1 大 H2S CO2 π Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O Cu3SnP

【解析】

(1) As与N元素同主族，据此分析解答；

(2) 根据镓的电离能突变知，失去1个或3个电子电离能突变，由此可推知镓的主要化合价；同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，据此分析解答；

(3)硒为第四周期ⅥA族元素，结合影响分子晶体熔沸点的因素分析判断；

(4)不同元素间形成的共价键为极性键，原子间以共价键结合，分子里电荷分布均匀，正负电荷中心重合的分子为非极性分子，据此分析判断；

(5)Se原子形成大π键，两个σ键和一对孤对电子，杂化方式为sp2杂化；1个Se原子和4个C原子共用6个电子形成大π键；

(6)H2O2和稀硫酸的混合溶液与金属铜反应，生成硫酸铜和水；

(7)利用均摊法计算晶胞中Cu、Sn、P原子数目，确定磷青铜的化学式。

(1) As与N元素同主族，基态As原子的核外价电子为其4s能级上2个电子、4p能级上3个电子，所以其价电子排布式为，故答案为：；

(2)镓根据其电离能突变知，失去1个或3个电子电离能突变，由此可推知镓的主要化合价为+1和+3，同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，二者位于同一周期且原子序数Ga＜As，则电负性As比Ga大，故答案为：+1；大；

(3)硒为第四周期ⅥA族元素，相同类型的氢化物的分子间作用力越小，熔沸点越低，由于水分子间存在氢键，硫化氢分子间不存在氢键，所以水分子熔沸点高于硫化氢，故沸点最低的是H2S，故答案为： H2S；

(4)CO2结构式为O=C=O，为直线形分子，O2是单质分子，二者为非极性分子。H2O分子为V形，H2O和CH3OH分子是极性分子，其中CO2是含极性键的非极性分子，故答案为：CO2；

(5)以苯环为出发点，形成大π键的原子轨道必须平行且垂直同一平面，大π键比π键稳定，不容易与溴发生加成反应。依题意，R分子不能与溴发生加成反应，说明它不存在π键，存在大π键。由此推知，分子的5个原子都采用sp2杂化，因为sp2杂化的分子是平面结构，硒原子有6个价电子，其中2个价电子与C原子形成单键，1对孤电子占据1个轨道，还有2个孤电子与4个C原子的4个电子形成大π键，故答案为：П；

(6)H2O2和稀硫酸的混合溶液与金属铜反应的离子方程式为Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O，故答案为：Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O；

(7)晶胞中，Cu原子数目=6×=3、Sn原子数目=8×=1、P原子数目=1，故磷青铜的化学式为Cu3SnP，故答案为：Cu3SnP。