Question

1．发展煤的液化技术被纳入“十二五”规划，中科院山西煤化所有关煤液化技术的高效
催化剂研发项目取得积极进展．已知：煤可以先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂
作用下合成甲醇（CH₃OH），从而实现液化．
①某含铜的离子结构如图所示：在该离子内部微粒间作用力的类型有b、c、d．
a．离子键    b．极性键     c．非极性键
d．配位键    e．范德华力   f．氢键）（填字母）
②煤液化获得甲醇，再经催化氧化可得到重要工业原料甲醛（HCHO），甲醇的沸点64.96℃，甲醛的沸点-21℃，甲醇的沸点更高的原因是因为分子间存在着氢键，甲醛分子间没有氢键，但是甲醇和甲醛均易溶于水，原因是它们均可以和水分子间形成氢键．请你说明甲醛分子间没有氢键原因甲醛分子中氢原子与碳原子形成共价键，碳的电负性较小，不构成形成氢键的条件（或甲醛分子中的氢不够活泼、不够显电正性等）．；
③甲醇分子中进行sp³杂化的原子有C、O；甲醛与H₂发生加成反应，当生成1mol甲醇，断裂σ键的数目为N_A．

Answer 1

分析 ①根据含铜的离子的结构图分析，Cu与N元素间形成配位键，C与N之间形成极性键，C与C之间形成非极性键；
②根据形成氢键的条件分析，氢键是分子间作用力的一种，F、O、N的电负性较强，对应的氢化物分子之间能形成氢键；
③利用甲醇中的成键来分析原子的杂化类型；利用判断σ键的规律来分析σ键数目．

解答 解：①根据含铜的离子的结构图分析可知，Cu与N元素间形成配位键，C与N之间形成极性键，C与C之间形成非极性键；
故答案为：b、c、d；
②电负性较强的元素如N、O、F与H形成共价键时，能形成氢键，而C的电负性较弱，与H形成共价键后，不能形成氢键，（或甲醛分子中的氢不够活泼、不够显电正性等），
故答案为：甲醛分子中氢原子与碳原子形成共价键，碳的电负性较小，不构成形成氢键的条件（或甲醛分子中的氢不够活泼、不够显电正性等）；
③甲醇分子中C原子形成4个单键，即C含有4个σ键电子对，所以是sp³杂化，甲醇中O含有2个4个σ键电子对和2个孤电子对，所以O原子为sp³杂化；甲醛中含有一个C=O，C=O由1个π键和1个σ键构成，所以甲醛与H₂发生加成反应，当生成1mol甲醇，断裂σ键的数目为N_A，
故答案为：C、O； N_A．

点评 本题考查了元素的推断，涉及氢键、化学键的判断、杂化等，注意把握杂化轨道理论高频考点的熟练应用，题目难度中等．