Question

鋰-磷酸氧銅電池正極的活性物質是Cu₄O（PO₄）₂，可通過下列反應制備：

2Na₃PO₄+4CuSO₄+2NH₃?H₂O=Cu₄O（PO4）₂↓+3Na₂SO₄+（NH₄）₂SO₄+H₂O
（1）寫出基態(tài)Cu的價電子排布式

 

，與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數相等的元素還有

 

 （填元素符號），上述方程式中涉及到的N、O、P、S元素第一電離能由小到大的順序為

 

．及電負性由小到大的順序為

 

（3）氨基乙酸銅的分子結構如圖1，氮原子的雜化方式為

 

．
（4）在硫酸銅溶液中加入過量KCN，生成配合物[Cu（CN）₄]^2-，則CN-中含有的σ鍵與π鍵的數目之比為

 

．
（5）Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結構單元如圖2所示．則該化合物的化學式為

 

．

Answer 1

考點：元素電離能、電負性的含義及應用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：

分析：（1）根據Cu原子序數，寫出其核外電子排布式；根據其最外層電子數判斷；同周期自左而右元素的第一電離能呈增大趨勢，但ⅡA族最外層為ns能級容納2個電子，為全滿確定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，ⅤA族np能級容納3的電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能也高于同周期相鄰元素，同主族自上而下電離能降低；同一周期中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，同主族自上而下電離能降低，非金屬性越強電負性越強；
（3）根據氮原子的成鍵情況判斷氮原子的雜化方式，氮原子價層電子對個數是4，價層電子對個數=σ鍵個數+孤電子對個數；
（4）在CN^-中碳原子與氮原子是以共價三鍵結合的，含有1個?鍵，含有的2個π鍵；
（5）判斷Cu元素和H元素所在位置，根據均攤法計算；

解答： 解：（1）Cu是29號元素，其基態(tài)Cu²⁺的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；價電子排布式為：3d¹⁰4s¹；Cu最外層電子數為1，與Cu同周期的元素中，與銅原子最外層電子數相等的元素還有K、Cr；7號元素N原子的電子排布式為1s²2s²2p³，8號元素O原子的電子排布式為1s²2s²2p⁴，當元素的原子核外電子層上的電子處于全充滿、半充滿或全空狀態(tài)時，能量低比較穩(wěn)定，N原子的電子處于半充滿狀態(tài)，是穩(wěn)定狀態(tài)，所以N、O元素第一電離能由小到大的順序為O＜N；同主族自上而下電離能降低，所以N、O、P、S元素第一電離能由小到大的順序為：S＜P＜O＜N，
同一周期中，元素的電負性隨著原子序數的增大而增大，所以電負性大小順序為：N＜O，P＜S，同一主族，元素的電負性隨著原子序數的增大而減小，S＜O，P＜N；非金屬性越強電負性越強，S＜N，所以電負性由小到大的順序為 P＜S＜N＜O，
故答案為：3d¹⁰4s¹；K  Cr；S＜P＜O＜N； P＜S＜N＜O；
（3）氮原子價層電子對個數=3+

1

2

（5-3×1）=4，氮的雜化方式為sp3雜化；
故答案為：sp3；
（4）在CN^-中碳原子與氮原子是以共價三鍵結合的，含有1個?鍵，含有的2個π鍵，故CN^-中含有的σ鍵與π鍵的數目之比為：1：2，
故答案為：1：2；
（5）在該化合物的晶胞中Cu：12×

1

6

+2×

1

2

+3=6；H：6×

1

3

+1+3=6，所以Cu：H=1：1，故該化合物的化學式為 CuH，
故答案為：CuH；

點評：本題考查了核外電子排布、電離能、電負性、雜化方式、分子構型及晶胞的計算等內容，綜合性強，難度較大，注意利用均攤法計算晶胞原子數目．