Question

合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破，是化學(xué)和技術(shù)對社會發(fā)展與進步的巨大貢獻之一，在制取合成氨原料氣的過程中，常混有一些雜質(zhì)，如CO會使催化劑中毒，除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式（HAc表示醋酸）：Cu（NH₃）₂Ac+CO+NH₃═Cu（NH₃）₃（CO）Ac
請回答下列問題：
（1）C，N，O的第一電離能由大到小的順序為

 

．
（2）寫出基態(tài)Cu⁺的核外電子排布式

 

，Cu元素位于元素周期表的

 

區(qū)，配合物Cu（NH₃）₃（CO）Ac中心原子的配位數(shù)為

 

．
（3）寫出與CO互為等電子體的離子

 

（任寫一個）．
（4）在一定條件下NH₃與CO₂能合成化肥尿素[CO（NH₂）₂]，尿素中C原子核N原子軌道的雜化類型分別為

 

、

 

；1mol尿素分子中，σ鍵的數(shù)目為

 

．
（5）向氯化銅溶液中通入足量的二氧化硫，生成白色沉淀M，N的結(jié)構(gòu)如圖所示，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：晶胞的計算,原子核外電子排布,元素電離能、電負性的含義及應(yīng)用,“等電子原理”的應(yīng)用

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）一般來說非金屬性越強，第一電離能越大，但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性，會有特例，如N的p軌道本來就是半充滿的，O的p軌道失去一個電子才是半充滿的，所以O(shè)比N容易失去電子；
（2）銅原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，銅元素位于ds區(qū)，一價銅離子為銅失去一個電子，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；根據(jù)化合物的化學(xué)式判斷，一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體；
（3）等電子體為核外電子數(shù)相同的粒子，羰基為14個電子，其他含有14個電子的都可以；
（4）計算雜化類型時根據(jù)電子對數(shù)來判斷，中心原子的價電子數(shù)與配體電子數(shù)的和除以2就得到電子對數(shù)，根據(jù)電子對數(shù)，可以確定雜化類型；
（5）利用均攤法確定M的化學(xué)式，銅離子和二氧化硫能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞銅離子和硫酸根離子．

解答： 解：（1）一般來說非金屬性越強，第一電離能大，所以O(shè)＞N＞C．但是因為p軌道半充滿體系具有很強的穩(wěn)定性．N的p軌道本來就是半充滿的．O的p軌道失去一個電子才是半充滿的．所以O(shè)比N容易失去電子，故答案為：N＞C＞O；
（2）銅原子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹故銅元素位于ds區(qū)，一價銅離子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，一價銅離子有三個氨基配體和一個羰基配體，共4個配體
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰；ds；4；
（3）等電子體為核外電子數(shù)相同的粒子，羰基為14個電子，如CN^-也為14個電子，故答案為：CN^-；
（4）中心原子為碳，價電子數(shù)為4，氧不為中心原子，不提供電子，每個亞氨基提供一個電子，電子對數(shù)為（4+1×2）÷2=3，故雜化軌道為sp²，氮原子形成了3個σ鍵，同時還有一對孤電子，電子對數(shù)為3+1=4，故雜化軌道為sp³．σ鍵的數(shù)目為3，每個亞氨基中σ鍵的數(shù)目2，一分子尿素中含σ鍵的數(shù)目為3+2×2=7，故每摩爾尿素中含有σ鍵的數(shù)目為7N_A，故答案為：sp²；sp³；7N_A；
（5）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)知，白色小球個數(shù)=8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑色小球個數(shù)=4，所以該化合物的化學(xué)式為：CuCl，二氧化硫有還原性，銅離子有氧化性，所以二氧化硫和氯化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化亞銅和硫酸，離子反應(yīng)方程式為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：2Cu²⁺+2Cl^-+SO₂+2H₂O=2CuCl↓+SO₄^2-+4H⁺．

點評：本題考查了第一電離能的大小比較，一價銅離子的核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰，根據(jù)化合物的化學(xué)式判斷配體個數(shù)，等電子體，雜化類型計算，晶胞中原子個數(shù)計算．