Question

【题目】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一。在制取合成氨原料气的过程中，常混有一些杂质，如CO会使催化剂中毒。除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸)：Cu(NH3)2Ac + CO + NH3Cu(NH3)3(CO)Ac。请回答下列问题：

(1)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为________。

(2)写出基态Cu+的核外电子排布式_______。

(3)配合物Cu(NH3)3(CO)Ac中心原子的配位数为______。

(4)写出与CO互为等电子体的阴离子______。(任写一个)

(5)在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH2)2]，1mol尿素分子中，σ键的数目为______。

(6)已知铜的晶胞结构如图所示，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数比为______。

Answer 1

【答案】N＞O＞C 1s22s22p63s23p63d10 4 CN－、C22－ 7mol或7NA 1:3

【解析】

(1)一般来说非金属性越强，第一电离能越大，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性；

(2)铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；

(3)根据化合物的化学式判断，一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体，共4个配体；

(4)等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，CO有10个价电子和2个原子团，其他含有10个电子和2个原子的阴离子都可以；

(5)计算杂化类型时根据电子对数来判断；

(6)利用均摊法计算晶胞中铜原子个数，每个晶胞中与一个顶点上铜原子距离最近的铜原子数是3，每个顶点上铜原子被8个晶胞占有，据此计算铜原子配位数。

(1)一般来说非金属性越强，第一电离能大，所以O＞N＞C，但是因为p轨道半充满体系具有很强的稳定性，N的p轨道本来就是半充满的，O的p轨道失去一个电子才是半充满的。所以O比N容易失去电子，第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；

(2)铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，故一价铜离子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10；

(3)一价铜离子有三个氨基配体和一个羰基配体，共4个配体；

(4) 等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，CO有10个价电子和2个原子团，其他含有10个电子和2个原子的阴离子都可以，如CN、C22－也为14个电子；

(5)氮原子形成了3个σ键，同时还有一对孤电子，电子对数为3+1=4，故杂化方式为sp3，σ键的数目为3，每个亚氨基中σ键的数目2，一分子尿素中含σ键的数目为3+2×2=7，故每摩尔尿素中含有σ键的数目为7NA，；

(6)每个晶胞中铜原子个数=8×+6×=4；在铜的晶胞中，顶点上的铜原子被8个晶胞占有，每个晶胞中与一个顶点上铜原子距离最近的铜原子数是3，每个面上的铜原子被2个晶胞占有，所以其配位数是3×8×=12，则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数比=4：12=1：3。