Question

[化学--选修3物质结构与性质]
某催化剂中含有的活性成分为Cu、Ni和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氢制取甲醚．甲醚是乙醇的同分异构体，其熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，在加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等．
（1）如图是Cu的某种氧化物的晶胞结构示意图，Cu的配位数为

 

．
（2）写出活性组分中Zn原子的价电子排布式

 

．
（3）乙醇的沸点比甲醚高，其主要原因是

 

．
（4）甲醛分子的VSEPR构型为

 

，甲醚分子中氧原子轨道杂化类型为

 

，甲醛在Ni催化作用下加氢可得甲醇，甲醇分子内的O-C-H键角

 

（填“大于”、“等于”或“小于”）甲醛分子内的O-C-H键角．
（5）储氢材料化合物A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物．加热A会缓慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体．化合物A的结构式为

 

（若含有配位键，要求用箭头表示），1mol化合物B中含有σ键的数目是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：化学键与晶体结构

分析：（1）根据晶胞结构判断铜原子配位数；
（2）锌是30号元素，基态原子核外有30个电子，其3d、4s能级上电子是其价电子；
（3）氢键影响物质的沸点；
（4）根据价层电子对互斥理论确定其空间构型、杂化方式，根据δ键和孤对电子数判断键角；
（5）形成配位键的条件是有空轨道和孤电子对；一个BH₂=NH₂分子中含有5个σ键．

解答： 解：（1）根据晶胞结构知，铜原子的配位数是2，故答案为：2；
（2）锌是30号元素，基态原子核外有30个电子，其3d、4s能级上电子是其价电子，所以Zn原子的价电子排布式为3d¹⁰4s²，故答案为：3d¹⁰4s²；
（3）乙醇分子间能形成氢键，而甲醚分子间不能形成氢键，氢键的存在时物质的沸点升高，
故答案为：乙醇形成分子间氢键；
（4）甲醛（H₂C=O）分子内碳原子形成3个σ键，无孤对电子，杂化方式为sp²杂化，立体构型为平面三角形，键角是120°，甲醚中氧原子含有2个σ键和2个孤电子对，所以采用sp³杂化
甲醇分子内碳原子形成4个σ键，杂化方式为sp³杂化，键角小于120°，
故答案为：平面三角形，sp³，小于；
（5）A是由第二周期两种氢化物形成的化合物，A是乙烷的等电子体，应含有18的电子，为BH₃?NH₃，B是乙烯的等电子体，应为BH₂=NH₂，A中B含有空轨道，N含有孤电子对，可形成配位键，所以A的结构式为，一个BH₂=NH₂分子中含有5个σ键，所以1mol化合物B中含有σ键的数目5N_A，
故答案为：，5N_A．

点评：本题考查较为综合，涉及价电子排布式、杂化方式的判断以及配位键等知识，题目难度较大，本题要注意配位键的形成条件以及杂化类型的判断方法，为易错点．