Question

13．一项科学研究成果表明，铜锰氧化物（CuMn₂O₄）能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）向一定物质的量浓度的Cu（NO₃）₂ 和Mn（NO₃）₂ 溶液中加入Na₂CO₃ 溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn₂O₄．
①Mn²⁺基态的电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）．
②NO₃^-的空间构型是平面三角形（用文字描述）．
（2）在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化为CO₂，HCHO 被氧化为CO₂ 和H₂O．
①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为C≡O．
②H₂O 分子中O 原子轨道的杂化类型为sp³．
③1mol CO₂ 中含有的σ键数目为2×6.02×10²³个（或2mol）．
（3）向CuSO₄ 溶液中加入过量NaOH 溶液可生成[Cu（OH）₄]^2-．不考虑空间构型，[Cu（OH）₄]^2-的结构可用示意图表示为．
（4）如图1为三种不同晶体的晶胞结构图：

①图I γ-Fe结构中每个铁原子周围距离最近且相等的铁原子数目为12．
②图II是元素Ni的一种碲（Te）化物晶体的晶胞结构，则该化合物的化学式为NiTe₂．
③图III是一种镍基合金储氢后的晶胞结构示意图．该合金储氢后，含1mol La的合金可吸附H₂的数目为3mol或3N_A．
（5）已知1-丙醇和2-丙醇的结构简式如下：
1-丙醇：CH₃-CH₂-CH₂-OH
2-丙醇：
图2是这两种物质的其中一种的核磁共振谱，并且峰面积比分别为1：1：6，请指出具有该核磁共振氢谱的物质是2-丙醇 （写名称）

Answer 1

分析 （1）①Mn的原子序数为25，根据能量最低原理可写出Mn的基态原子的电子排布式，进而可确定Mn²⁺基态的电子排布式；
②利用价层电子对互斥模型判断；
（2）①根据N₂与CO为等电子体，结合等电子体结构相似判断；
②根据中心原子形成的δ键和孤电子对数判断杂化类型；
③据CO₂的结构式O=C=O判断；
（3）[Cu（OH）₄]^2-中与Cu²⁺与4个OH^-形成配位键；
（4）①根据晶胞结构图可知，以顶点上的铁原子为例，距离最近且相等的铁原子位于经过该顶点的12个面的面心上，据此答题；
②利用均摊法确定其化学式；
③根据均摊法，可计算出1mol La的合金可吸附H₂的数目；
（5）核磁共振谱中的峰面积比分别为1：1：6，说明该有机物分子中含有的不同位置氢原子有3种，分别含有氢原子数之比为1：1：6．

解答 解：（1）①Mn的原子序数为25，基态原子的电子排布式为，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，则Mn²⁺基态的电子排布式可表示为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵），故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵）；
②NO₃^-中N原子形成3个δ键，没有孤电子对，则应为平面三角形，故答案为：平面三角形；
（2）①N₂与CO为等电子体，二者结构相似，N₂的结构为N≡N，则CO的结构为C≡O，故答案为：C≡O；
②H₂O 分子中O形成2个δ键，孤电子对数为$\frac{6-2×1}{2}$=2，则为杂化sp³；
③CO₂的结构式为O=C=O，分子中C形成2个δ键，则1molCO₂中含有的σ键数目为×6.02×10²³个（或2mol），
故答案为：2×6.02×10²³个（或2mol）；
（3））[Cu（OH）₄]^2-中与Cu²⁺与4个OH^-形成配位键，可表示为，
故答案为：；
（4）①根据晶胞结构图可知，以顶点上的铁原子为例，距离最近且相等的铁原子位于经过该顶点的12个面的面心上，所以每个铁原子周围距离最近且相等的铁原子数目为12，
故答案为：12；
②该晶胞中镍原子个数=8×$\frac{1}{8}$，Te原子个数=2，则该晶胞中镍和碲原子个数之比为1：2，则其化学式为：NiTe₂，
故答案为：NiTe₂；
③根据均摊法，可知每个晶胞中含有La原子为8×$\frac{1}{8}$=1，而每个晶胞中含有氢分子的个数为：8×$\frac{1}{4}$+2×$\frac{1}{2}$=3，所以1mol La的合金可吸附H₂的数目为3mol，
故答案为：3 mol或3N_A；
（5）根据该有机物的核磁共振谱中的峰面积比分别为1：1：6可知：该有机物分子中含有的不同位置氢原子有3种，分别含有氢原子数之比为1：1：6，1-丙醇（CH₃-CH₂-CH₂-OH}中不同位置的氢原子有三种，其数目之比为1：3：4；
2-丙醇中不同位置的氢原子有三种，其氢原子数目之比为1：1：6，所以满足条件的物质为：2-丙醇，
故答案为：2-丙醇．

点评 本题考查了物质结构和性质，涉及化学键、晶体的计算、核外电子排布式的应用等知识点，这些知识点都是高考热点，学会根据均摊法确定物质的化学式，难度中等．