Question

5．將汽車尾氣中含有的CO利用不僅能有效利用資源，還能防治空氣污染．工業(yè)上常用CO與H₂在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化劑作用下合成甲醇．
（1）圖1是某同學(xué)畫出CO分子中氧原子的核外電子排布圖，

請(qǐng)判斷該排布圖錯(cuò)誤（填“正確”或“錯(cuò)誤”），理由是違背泡利原理（若判斷正確，該空不用回答）．
（2）寫出兩種與CO互為等電子體的離子CN^-、C₂^2-．
（3）向CuSO₄溶液中加入足量氨水可得到深藍(lán)色[Cu（NH₃）₄]SO₄溶液，[Cu（NH₃）₄]SO₄中 所含配位鍵是通過配體分子的N給出孤電子對(duì)，Cu²⁺接受電子對(duì)形成，SO₄^2-的空間構(gòu)型是正四面體，該物質(zhì)中N、O、S三種元素的第一電離能大小順序?yàn)镹＞O＞S（填元素符號(hào)）．
（4）甲醇與乙烷的相對(duì)分子質(zhì)量相近，故二者分子間的作用力（范德華力）相近，但是二者沸點(diǎn)的差距卻很大，造成該差異的原因是甲醇分子間存在氫鍵，因此其沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于乙烷；在甲醇分子中碳原子軌道的雜化類型為sp³．
（5）甲醛與新制Cu（OH）₂懸濁液加熱可得磚紅色沉淀Cu₂O，已知Cu₂O晶胞的結(jié)構(gòu)如圖2所示：
①在該晶胞中，Cu⁺的配位數(shù)是2，
②若該晶胞的邊長(zhǎng)為a pm，則Cu₂O的密度為$\frac{288}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3（只要求列算式，不必計(jì)算出數(shù)值，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A）

Answer 1

分析 （1）泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子；
（2）原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微�；�為等電子體；
（3）配合物中含有孤電子對(duì)的原子和含有空軌道的原子之間形成配位鍵；
硫酸根離子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷硫酸根離子空間構(gòu)型；同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減��；
（4）分子間氫鍵能增大物質(zhì)的熔沸點(diǎn)，甲醇分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式；
（5）①該晶胞中小球個(gè)數(shù)是4、大球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+1=2，根據(jù)化學(xué)式知，小球表示Cu原子、大球表示O原子，根據(jù)圖知，每個(gè)亞銅離子連接2個(gè)氧離子；
②晶胞體積=（a×10^-10cm）³，晶胞密度=$\frac{m}{V}$．

解答 解：（1）泡利不相容原理：每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子，根據(jù)圖知，其中一個(gè)孤電子有兩個(gè)完全相同的電子，所以違背泡利原理，故答案為：錯(cuò)誤；違背泡利原理；
（2）原子個(gè)數(shù)相等、價(jià)電子數(shù)相等的微粒互為等電子體，CO分子中含有2個(gè)原子、其價(jià)電子數(shù)為10，所以與CO互為等電子體的離子有CN^-、C₂^2-，故答案為：CN^-、C₂^2-；
（3）配合物中含有孤電子對(duì)的原子和含有空軌道的原子之間形成配位鍵，該配合物中N原子提供孤電子對(duì)、Cu²⁺提供空軌道；
硫酸根離子中S原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷硫酸根離子空間構(gòu)型為正四面體；
同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第IIA族、第VA族元素第一電離能大于其相鄰元素，同一主族元素，其第一電離能隨著原子序數(shù)增大而減小，所以其第一電離能大小順序是N＞O＞S，
故答案為：N；Cu²⁺；正四面體；N；O；S；
（4）分子間氫鍵能增大物質(zhì)的熔沸點(diǎn)，甲醇分子間能形成氫鍵、乙烷分子之間不能形成氫鍵，所以甲醇熔沸點(diǎn)高于乙烷；甲醇分子中C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4且不含孤電子對(duì)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷C原子雜化方式為sp³，
故答案為：甲醇分子間存在氫鍵，因此其沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于乙烷；sp³；
（5）①該晶胞中小球個(gè)數(shù)是4、大球個(gè)數(shù)=8×$\frac{1}{8}$+1=2，根據(jù)化學(xué)式知，小球表示Cu原子、大球表示O原子，根據(jù)圖知，每個(gè)亞銅離子連接2個(gè)氧離子，所以亞銅離子配位數(shù)是2，故答案為：2；
②晶胞體積=（a×10^-10cm）³，晶胞密度=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{144}{{N}_{A}}×2}{（a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm^-3=$\frac{288}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$g•cm^-3，
故答案為：$\frac{288}{（a×1{0}^{-10}）^{3}{N}_{A}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，為高頻考點(diǎn)，涉及晶胞計(jì)算、原子雜化方式判斷、微�？臻g構(gòu)型判斷、原子核外電子排布等知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，明確基本原理、原子及物質(zhì)結(jié)構(gòu)是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算及綜合運(yùn)用知識(shí)解答問題能力，難點(diǎn)是晶胞計(jì)算．