Question

【化学——选修物质结构与性质】主族元素碳、氧、氮、氟、磷、硒及副族元素镍、铜元素在化学中有很重要的地位，回答下列问题：

(1)在基态¹⁴C原子中,核外存在         对自旋相反的电子，基态氮原子的价层电子排布图为_________________________。

(2)将F₂通入稀NaOH溶液中可生成OF₂,OF₂分子构型为    ,其中氧原子的杂化方式为                   。

(3)过渡金属配合物Ni(CO)_n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=       。CO与N₂结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为          。

(4)CuSO₄溶液能用作P₄中毒的解毒剂,反应可生成P的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是                    。

(5)H₂SeO₃的K₁和K₂分别为2.7×10^-3和2.5×10^-8,H₂SeO₄第一步几乎完全电离,K₂为1.2×10^-2,请根据结构与性质的关系解释H₂SeO₄比H₂SeO₃酸性强的原因:          ;

(6)已知Cu₂O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有          个铜原子。

(7)用晶体的X射线衍射法对Cu的测定得到以下结果：Cu的晶胞为面心立方最密堆积(如右图)，已知该晶体的密度为9.00 g·cm^－3，Cu的原子半径为________cm(阿伏加德罗常数为N_A，只要求列式表示)。

Answer

(1) 2 (1分)(1分)

(2)V形(1分) sp3(1分) (3)4(2分) 1∶2(1分)

(4)P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。(2分)

(5)H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+(2分)

(6) 16 (2分) (7)× (2分)

【解析】

试题分析：(1)14C原子核外电子排布为1s22s22p2，核外存在2对自旋相反的电子，其基态原子的价电子排布图为；

(2)OF2分子中O原子的价层电子对数=2+(6-2×1)×1/2=4，则O原子的杂化类型为sp3杂化，V形结构；

(3)Ni的价电子数为10，每个配体提供一个电子对，则10+2n=18，故n=4，CO与N2结构相似，含有C≡O键，含有1个σ键，2个π键，CO分子内σ键与π键个数之比为1：2；

(4)CuSO4溶液能用作P4中毒的解毒剂，反应生成磷酸和铜，该反应的化学方程式是：P4+10CuSO4+16H2O=10Cu+4H3PO4+10H2SO4；

(5)H2SeO3的分子结构为，Se为+4价，而H2SeO4的分子结构为，Se为+6价，后者Se原子吸电子能力强，导致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，则羟基上氢原子更容易电离出H+；

(6)该晶胞中O原子数为4×1+6×1/2+8×1/8=8，由Cu2O中Cu和O的比例可知该晶胞中铜原子数为O原子数的2倍，即为16个；

(7)Cu的晶胞为面心立方最密堆积，以顶点Cu原子研究，与之最近的Cu原子位于面心上，每个顶点Cu原子为12个面共用，所以Cu的配位数为12，根据晶胞的结构图可知，晶胞中含有铜原子数为8×1/8+6×1/2=4，设晶胞的边长为a cm，则a3•ρ•NA=4×64，所以a=，由于面对角线为a，面对角线的1/4为Cu原子半径，所以Cu原子半径为×cm。

考点：对物质结构的考查，涉及核外电子排布、分子结构与性质、晶胞计算等。