Question

【題目】銅是人類利用最早的金屬之一，其單質及化合物在人生產生活中有著廣泛的應用。

(1)銅可以做成導線，Cu的焰色為___________色；基態Cu2＋的核外電子占據的最高能層的能層符號為___________。

(2)銅可以作為乙醇和氧氣反應的催化劑，2CH3CH2OH + O2 CH3CHO + 2H2O。寫出與水具有相同空間構型的一個分子和一個離子______________(微粒由短周期元素組成)。從原子軌道重疊方式來看CH3CHO中所含的共價鍵類型有____________________，碳的雜化方式是______________。

(3)高溫超導是世界上最前沿的研究之一，如下圖是第一個被發現的高溫超導體氧化物的晶胞。該化合物的化學式為___________。與Cu2+緊鄰的O2-的個數為___________。已知，阿伏加德羅常數為NA，則晶胞密度為___________g·cm-3。

Answer 1

【答案】綠色 M H2S或SO2，NO或NH σ鍵和π鍵 sp2和sp3雜化 La2CuO4 6

【解析】

根據各元素的焰色反應顏色確定銅的焰色反應的顏色，寫出銅的核外電子排布式，確定最高能層的符號；根據水分子的價層電子對數確定分子的立體構型，通過同族替換等方法找到分子立體構型相同的分子或原子；根據乙醛的分子結構確定共價鍵的類型和雜化方式；利用均攤法找出La、Cu、O原子的個數，得出分子式，根據圖示找出銅離子的配位數，利用進行計算。

(1) Cu的焰色為綠色；基態Cu2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，占據的最高能層的能層符號為M；

(2)水的成鍵電子對數為2對，孤對電子對數為2對，價層電子對數為4對，分子的立體構型為V形，與水具有相同空間構型的一個分子可能是SO2或H2S，一個離子可能為NO或NH；CH3CHO分子中含有碳氫單鍵，碳碳單鍵，碳氧雙鍵，單鍵都是σ鍵，雙鍵中，一個是σ鍵，一個是π鍵，CH3CHO中所含的共價鍵類型有σ鍵和π鍵，甲基上碳原子的雜化方式是sp3雜化，醛基上的碳原子采用sp2雜化，CH3CHO中碳原子的雜化方式為sp2和sp3雜化；

(3) La位于棱上和體心，個數為8×+2=4；Cu位于上下頂點和體心，個數為8×+1=2，O原子位于第一層和第三層的棱上和第二層的面上和體心，個數為8×+4×+2=8，,該化合物的化學式為La2CuO4；圖中可以看出與Cu2+緊鄰的O2-的個數為6；將阿伏加德羅常數為NA，N=2，M=406g/mol，V=a2bpm3代入ρ=，則晶胞密度ρ=g·cm-3。