Question

16．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”），理由是違背泡利不相容原理（若判斷正確，該空不用回答）．
（2）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位體分子的氮原子（或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．
（3）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．
（4）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，在該晶胞中，Cu⁺的配位數(shù)是2．

Answer 1

分析 （1）由圖1電子軌道排布圖可知，2p能級(jí)的其中1個(gè)軌道2個(gè)電子自旋方向相同，違背泡利原理；
（2）Cu²⁺ 含有空軌道，為中心離子，而NH₃中的N原子含有孤對(duì)電子，NH₃為配體；計(jì)算SO₄^2-中S原子的孤對(duì)電子數(shù)、價(jià)層電子對(duì)數(shù)，確定其空間構(gòu)型；
（3）甲醇分子間存在氫鍵，因此其沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于乙烷的；甲醇分子中C原子形成4個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4；
（4）根據(jù)均攤法可知，晶胞中大球數(shù)目為2，小球數(shù)目為4，二者數(shù)目之比為1：2，由于為Cu₂O晶胞的結(jié)構(gòu)，故大球?yàn)镺原子、小球?yàn)镃u原子，結(jié)合氧原子配位數(shù)確定

解答 解：（1）由圖1電子軌道排布圖可知，2p能級(jí)的其中1個(gè)軌道2個(gè)電子自旋方向相同，違背泡利不相容原理，
故答案為：錯(cuò)誤；違背泡利不相容原理；
（2）Cu²⁺ 含有空軌道，為中心離子，接受電子，而NH₃中的N原子含有孤對(duì)電子，NH₃為配體；SO₄^2-中S原子的孤對(duì)電子數(shù)=$\frac{6+2-2×4}{2}$=0、價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4+0=4，其空間構(gòu)型為正四面體，
故答案為：氮原子（或N）；Cu²⁺；正四面體；
（3）甲醇分子間存在氫鍵，因此其沸點(diǎn)遠(yuǎn)大于乙烷的；甲醇分子中C原子形成4個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，碳原子采取sp³雜化，
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；
（4）根據(jù)均攤法可知，晶胞中大球數(shù)目為8×$\frac{1}{8}$+1=2，小球數(shù)目為4，二者數(shù)目之比為1：2，由于為Cu₂O晶胞的結(jié)構(gòu)，故大球?yàn)镺原子、小球?yàn)镃u原子，氧原子配位數(shù)為4，則該晶胞中，Cu⁺的配位數(shù)是2，
故答案為：2．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的考查，涉及核外電子排布、配合物、雜化方式判斷、氫鍵、晶胞有關(guān)計(jì)算等，注意掌握判斷原子軌道雜化方式的方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力，題目難度中等．