Question

16．将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源，还能防治空气污染．工业上常用CO与H₂在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇．
（1）图1是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图，

请判断该排布图错误（填“正确”或“错误”），理由是违背泡利不相容原理（若判断正确，该空不用回答）．
（2）向CuSO₄溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu（NH₃）₄]SO₄溶液，[Cu（NH₃）₄]SO₄中所含配位键是通过配位体分子的氮原子（或N）给出孤电子对，Cu²⁺接受电子对形成，SO₄^2-的空间构型是正四面体．
（3）甲醇与乙烷的相对分子质量相近，故二者分子间的作用力（范德华力）相近，但是二者沸点的差距却很大甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷；在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为sp³．
（4）甲醛与新制Cu（OH）₂悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu₂O，已知Cu₂O晶胞的结构如图2所示，在该晶胞中，Cu⁺的配位数是2．

Answer 1

分析 （1）由图1电子轨道排布图可知，2p能级的其中1个轨道2个电子自旋方向相同，违背泡利原理；
（2）Cu²⁺ 含有空轨道，为中心离子，而NH₃中的N原子含有孤对电子，NH₃为配体；计算SO₄^2-中S原子的孤对电子数、价层电子对数，确定其空间构型；
（3）甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷的；甲醇分子中C原子形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4；
（4）根据均摊法可知，晶胞中大球数目为2，小球数目为4，二者数目之比为1：2，由于为Cu₂O晶胞的结构，故大球为O原子、小球为Cu原子，结合氧原子配位数确定

解答 解：（1）由图1电子轨道排布图可知，2p能级的其中1个轨道2个电子自旋方向相同，违背泡利不相容原理，
故答案为：错误；违背泡利不相容原理；
（2）Cu²⁺ 含有空轨道，为中心离子，接受电子，而NH₃中的N原子含有孤对电子，NH₃为配体；SO₄^2-中S原子的孤对电子数=$\frac{6+2-2×4}{2}$=0、价层电子对数=4+0=4，其空间构型为正四面体，
故答案为：氮原子（或N）；Cu²⁺；正四面体；
（3）甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷的；甲醇分子中C原子形成4个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为4，碳原子采取sp³杂化，
故答案为：甲醇分子间存在氢键，因此其沸点远大于乙烷；sp³；
（4）根据均摊法可知，晶胞中大球数目为8×$\frac{1}{8}$+1=2，小球数目为4，二者数目之比为1：2，由于为Cu₂O晶胞的结构，故大球为O原子、小球为Cu原子，氧原子配位数为4，则该晶胞中，Cu⁺的配位数是2，
故答案为：2．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、配合物、杂化方式判断、氢键、晶胞有关计算等，注意掌握判断原子轨道杂化方式的方法，试题培养了学生分析、理解能力及灵活应用能力，题目难度中等．