题目内容

5．生物质能是一种洁净、可再生的能源．生物质气（主要成分为CO、CO2、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一．
（1）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素．
①写出基态Cu原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1．
②金属铜采用如图1中的C（填字母代号）堆积方式．

（2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式C≡O．
（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu（OH）2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀．
①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是甲醇分子之间形成氢键；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化．
②甲醛分子的空间构型是平面三角形；1mol甲醛分子中σ键的数目为3NA．
③在1个Cu2O晶胞中（结构如图2所示），所包含的Cu原子数目为4．
（4）科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示．
①写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）：．
②水分子间存在氢键，请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响水的熔、沸点较高、结冰时密度减小．

分析 （1）Cu的原子序数为29，结合能量最低原理书写电子排布式；Cu为最密堆积，配位数为12；
（2）CO与N2为等电子体，根据N2的结构判断；
（3）①甲醇中含有氢键，沸点较高，中心原子形成3个δ键；
②根据价层电子对互斥模型判断，分子中单键为δ键，双键中一个δ键，一个为π键；
③利依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部，以此判断铜原子数；
（4）①Cu2+提供空轨道，水中氧原子提供孤对电子，形成配位键；
②氢键较一般分子间作用力强，影响物质的物理性质；

解答 解：（1）①Cu的原子序数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，②Cu为最密堆积，配位数为12，C符合，
故答案为：①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；②C；
（2）依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为：N≡N，互为等电子体分子的结构相似，可写出CO的结构式为C≡O，
故答案为：C≡O；
（3）①甲醇分子之间形成了分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高，甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化，故答案为：甲醇分子之间形成氢键；sp2杂化；
 ②甲醛为sp2杂化，不含孤电子对，分子的空间构型为平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的物质的量为3mol，数目为3NA个；
故答案为：平面三角形；3NA；
③依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部，所包含的Cu原子数目为4，
故答案为：4；
（4）①Cu2+提供空轨道，水中氧原子提供孤对电子，形成配位键，水合铜离子的结构简式为：，
故答案为：；
②氢键较一般分子间作用力强，所以水的熔、沸点较高，由于氢键具有方向性，结冰时，氢键增多，体积增大，密度减小，
故答案为：水的熔、沸点较高；结冰时密度减小．

点评 本题把原子结构、分子结构及晶体结构、配合物知识较好地融合在一起，综合考查了物质结构与性质的主干知识，题目难度中等．

练习册系列答案
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15．下列描述，错误的是（　　）
A．一定条件下，Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应
B．光照下2，2二甲基丙烷与Br2反应，其一溴取代物只有一种
C．乙烷和丙烯的物质的量共1 mol，完全燃烧生成3 mol H2O
D．次氯酸钠溶液中通入CO2生成次氯酸，则碳酸的酸性比次氯酸弱
16．“沙林”是剧毒的神经毒气，其结构简式为．已知的名称为甲氟磷酸，则“沙林”的化学名称为（　　）
A．甲氟磷酸异丙醚B．甲氟磷酸异丙酯
C．甲基异丙基氟磷酸D．甲氟异丙氧基磷酸
13．不洁净玻璃仪器洗涤方法正确的是（　　）
A．做银镜反应后的试管用氨水洗涤
B．做碘升华实验后的烧杯用酒精洗涤
C．盛装苯酚后的试管用盐酸洗涤
D．收集完乙酸乙酯的试管用碳酸钠溶液洗涤
20．下列化学用语表示正确的是（　　）
A．钾原子结构示意图：B．CCl4的电子式：
C．HClO的结构式：H-Cl-OD．MgCl2的电子式：
10．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①-⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题

（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为Na＞Al＞O（填元素符号）
（2）②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是HNO3＞H2CO3＞H2SiO3 （填化学式）
（3）①、④、⑤中的元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出该化合物的电子式：
（4）由表中两种元素的原子按1：1组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为（填序号）ab
a．MnO2b．Na2SO3        c．KMnO4 d．FeCl3
（5）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：

X溶液与Y溶液反应的离子方程式为Al3++3NH3+3H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
Z→N的化学方程式为2Al（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Al2O3+3H2O．
17．下表是元素周期表的一部分，请回答有关问题：

主族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
2①②
3③④⑤⑥⑦⑧
4⑨⑩
（1）这10种元素分别为：①O②F③Na④Mg⑤P⑥S⑦Cl⑧Ar⑨K⑩Br（用元素符号表示）；
（2）③、④、⑨三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为K＞Na＞Mg，这三种元素的最高价氧化物的水化物中，按碱性由强到弱顺序排列为KOH＞NaOH＞Mg（OH）2（用化学式表示）；
（3）①对应元素名称为氧，在元素周期表中所处位置为第二周期ⅥA族其氢化物与③反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
（4）⑤、⑥、⑦三种元素的最高价氧化物的水化物酸性由强到弱顺序排列为HClO4＞H2SO4＞H3PO4；②、⑦、⑩氢化物稳定性由强到弱顺序排列为HF＞HCl＞HBr（用化学式表示）；
（5）③元素与⑦元素两者核电荷数之差是6．
14．写出下列各种有机物的结构简式
（1）2，3-二甲基-4-乙基已烷
（2）支链只有一个乙基且式量最小的烷烃．
15．铝与过量的稀盐酸反应，为了缓解反应速率，但是又不影响生产的氢气总量，下列采取措施能达到实验目的是（　　）
A．加入一定体积的NaCl溶液B．加入一定体积的KNO3饱和溶液
C．加入少量的Na2CO3固体D．加入少量的CuSO4固体

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