Question

工业上合成氨，CO易与铁触媒作用导致铁触媒失去催化活性：Fe+5CO═Fe(CO)₅。为了防止催化剂铁触媒中毒，要除去CO，发生的反应为Cu(NH₃)₂OOCCH₃+CO+NH₃═Cu(NH₃)₃(CO)OOCCH₃。回答下列问题：

(1)下列氮原子的电子排布图表示的状态中，能量最低的是______(填字母序号)。

a. b.

c.      d.

(2)写出CO的一种常见等电子体的结构式：_______；C、N、O的电负性由大到小的顺序为______(用元素符号表示)。

(3)与O同族的元素还有S、Se、Te，它们简单氢化物的沸点从高到低的顺序为______，其原因为______。

(4)配合物[Cu(NH₃)₂]OOCCH₃中，铜显+1价， [Cu(NH₃)₂]⁺中中心离子的电子排布式为______，其中碳原子的杂化轨道类型是______，NH₃分子的VSEPR模型为______。

(5)已知铜的一种氧化物Cu₂O晶体的晶胞结构如图所示：

①若以A点为原点建立坐标系，A的坐标为(0，0，0)，B的坐标为( )，则D的坐标为______；

②若阿伏加德罗常数为N_A，该晶胞的边长为a pm，则晶体的密度为______g•cm^-3。

Answer

a N≡N O＞N＞C H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S H2Te、H2Se、H2S均是分子晶体，相对分子质量逐渐减小，范德华力减小，所以沸点减小，而水分子中存在氢键，所以沸点最高 [Ar]3d10 sp3、sp2 四面体形 (，，)

【解析】

(1)轨道中电子能量：1s＜2s＜2p，能量较高的轨道中电子越多，该微粒能量越高，所以2p轨道上电子越多、1s轨道上电子越少，该微粒能量越高，根据图知能量由低到高的顺序是a＜b＜c＜d，所以能量最低的为a；

(2)等电子体为原子总数相同，价电子总数也相同的微粒，与CO互为等电子体的一种分子为N2，其结构式为：N≡N；同周期主族元素，随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但N原子的2p能级为半满状态，更稳定，第一电离能较大，所以C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C；

(3)H2Te、H2Se、H2S均是分子晶体，结构相似，相对分子质量逐渐减小，范德华力减小，所以沸点依次减小，但水分子间存在氢键，氢键的作用力比范德华力强，氢键会使沸点异常升高，导致H2O的沸点异常的高，所以沸点大小为H2O＞H2Te＞H2Se＞H2S；

(4)[Cu(NH3)2]+中中心离子为Cu+，Cu元素为29号元素，失去最外层一个电子形成Cu+，所以Cu+的核外电子排布为[Ar]3d10；甲基中碳原子形成4个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，碳原子杂化方式为sp3，而羰基中C原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，碳原子杂化方式为sp2；NH3中N原子形成3个N-H键，含有1对孤对电子，价层电子对数=3+1=4，VSEPR模型为四面体形；

(5)①根据B点坐标可知D点在底面的投影应位于底面对角线的处，所以其x、y坐标均为，其纵坐标与B相同，所以D的坐标为(，，)；

②根据晶胞结构可知晶胞中Cu+的个数为4，化学式为Cu2O，所以O2-的个数为2，则晶胞的质量m=g，晶胞的边长为a pm，所以晶胞的体积为V=a3pm3=(a×10-10)3cm3，所以晶体的密度为=g·cm3。