Question

生物质能是一种洁净、可再生能源．生物质气（主要成分为CO、CO₂、H₂等）与混合，在含有Zn、Cu等元素的催化剂条件下能合成一种生物质能--甲醇．
（1）与CO互为等电子体的物质的化学式是

 

．
（2）CO₂分子中碳原子的杂化类型是

 

杂化．
（3）按电子排布Zn在元素周期表中属于

 

区，其晶体属于六方最密堆积，它的配位数是

 

．
（4）Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图所示（蓝色球代表氯离子），则一个晶胞中所含Cu原子的数目是

 

．

Answer 1

考点：晶胞的计算,“等电子原理”的应用,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）原子总数、电子总数（或价电子）相等的微粒互为等电子体；
（2）CO₂分子的结构为O=C=O，根据碳原子成的σ键、孤电子对数目确定杂化轨道数目，进而确定C原子杂化方式；
（3）Zn的外围电子排布为3d¹⁰4s²，处于ds区；晶体属于六方最密堆积，Zn的配位数是12；
（4）Cu原子位于顶角、面心，根据均摊法计算．

解答： 解：（1）原子数相同，电子总数（或价电子）相同的分子，互称为等电子体，CO中的电子数为14个，原子个数为2，则N₂可与其互称为等电子体，
故答案为：N₂；
（2）CO₂分子的结构为O=C=O，C原子成2个σ键键、没有孤电子对，杂化轨道数目为2，故其杂化类型为sp杂化，
故答案为：sp；
（3）Zn元素的电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²，其价电子层为3d¹⁰4s²，因此属于ds区，当其晶体属于六方最密堆积，它的配位数是12，
故答案为：ds；12；
（4）Cu原子位于顶角、面心，1个晶胞中含有Cu原子数目=8×

1

8

+6×

1

2

=4，
故答案为：4．

点评：本题是对物质结构的考查，涉及等电子体、杂化理论、晶体结构与晶胞计算等，难度不大，对于等电子体的概念，一定要具有相同的原子个数，可以是电子总数或价电子）相同．