Question

[化學(xué)--選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)]
發(fā)展煤的液化技術(shù)被納入“十二五”規(guī)劃，中科院山西煤化所有關(guān)煤液化技術(shù)的高效催化劑研發(fā)項(xiàng)目近日已獲批復(fù)．已知：煤可以先轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，再在催化劑作用下合成甲醇，從而實(shí)現(xiàn)液化．
（1）根據(jù)等電子原理，寫出CO分子的結(jié)構(gòu)式

C≡O(shè)

．
（2）煤炭液化所用的一種催化劑含有銅元素，寫出基態(tài)銅原子的核外電子排布簡式

[Ar]3d¹⁰4s¹

．
（3）右圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖（頂角和體心是氧），可確定該氧化物的化學(xué)式為

Cu₂O

．
（4）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu（NH₃）₄]²⁺配離子．已知NF₃與NH₃的結(jié)構(gòu)類似，但NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其主要原因是

NF₃分子中氟原子電負(fù)性強(qiáng)，吸電子，使得氮原子上的孤對電子難于與Cu²⁺形成配位鍵

．
（5）煤液化獲得甲醇，再經(jīng)催化氧化可得到重要工業(yè)原料甲醛，甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是

甲醇分子之間形成氫鍵

；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為

sp²雜化

； 1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為

3N_A

．

Answer 1

分析：（1）等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，根據(jù)N₂的結(jié)構(gòu)書寫CO的結(jié)構(gòu)式；
（2）銅的原子序數(shù)為29，根據(jù)能量最低原理以及鴻特規(guī)則書寫基態(tài)原子的電子排布式；
（3）利用均攤法計(jì)算晶胞的化學(xué)式；
（4）從F原子的電負(fù)性的角度分析；
（5）甲醇存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，甲醛（HCHO）中C原子形成3個(gè)δ鍵，以此判斷雜化類型．

解答：解：（1）等電子體具有相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，NO與N₂為等電子體，已知N₂的結(jié)構(gòu)為N≡N，則CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，故答案為：C≡O(shè)；
（2）Cu的原子序數(shù)為29，位于周期表第四周期第ⅠB族，電子排布式為[Ar]3d¹⁰4s¹，故答案為：[Ar]3d¹⁰4s¹；
（3）已知頂點(diǎn)和體心為O，則晶胞中含有O的個(gè)數(shù)為8×

1

8

+1=2，Cu位于晶胞內(nèi)部，則平均一個(gè)晶胞含有4個(gè)Cu，2個(gè)O，所以化學(xué)式為Cu₂O，故答案為：Cu₂O；
（4）F原子的電負(fù)性較強(qiáng)，氮原子上的孤對電子偏向F原子，而難以與Cu²⁺形成配位鍵，
故答案為：NF₃分子中氟原子電負(fù)性強(qiáng)，吸電子，使得氮原子上的孤對電子難于與Cu²⁺形成配位鍵；
（5）甲醇存在氫鍵，沸點(diǎn)較高，甲醛（HCHO）中C原子形成3個(gè)δ鍵，碳原子軌道的雜化類型為sp²雜化，1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為3N_A，
故答案為：甲醇分子之間形成氫鍵；sp²雜化；3N_A．

點(diǎn)評：本題考查較為綜合，涉及等電子體、電子排布式、晶胞的計(jì)算以及配位鍵等知識，題目難度中等，本題注意（4）為易錯(cuò)點(diǎn)．