Question

生物質能是一種潔凈、可再生能源。生物質氣（主要成分為CO、CO2、H2等）與H2混合，催化合成甲醇是生物質能利用的方法之一。

（1）上述反應的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態Zn原子的核外電子排布式______________。

（2）根據等電子原理，寫出CO分子的結構式________________________ ________________________________________________________。

（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu（OH）2的堿性溶液反應生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是______________________；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為________。

②甲醛分子的空間構型是____________；1 mol甲醛分子中σ鍵的數目為________。

③在1個Cu2O晶胞中（結構如圖所示），所包含的Cu原子數目為________。

 

 

Answer 1

（1）1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2

（2）C≡O（或）

（3）①甲醇分子之間形成氫鍵　sp2雜化

②平面三角形　3NA

③4

【解析】（1）Zn為30號元素，根據核外電子排布規律即可得出。根據CO與N2互為等電子體，具有相似結構推斷CO的結構式為C≡O（或）。

（3）CH3OH與HCHO均為分子晶體，相對分子質量非常接近，而沸點相差較大，是因為CH3OH分子間存在氫鍵。形成氫鍵的條件是①有N、O、F原子，并且N、O、F上存在孤對電子。②有連接在N、O、F上的H原子。根據有機物中碳氧雙鍵為sp2雜化，空間構型為平面三角形。甲醛中C—H鍵均為σ鍵，碳氧雙鍵中有一個σ鍵，故有3個σ鍵。弄清晶胞中位于頂點與體心的空心圓為O，則O原子數＝8×＋1＝2，4個位于體心的黑點為Cu，Cu原子數為4，滿足Cu∶O＝2∶1