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）根據等電子原理，寫出CO分子的結構式

 

．
（2）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu（OH）₂的堿性溶液共熱生成Cu₂O沉淀．
①寫出甲醇催化氧化制甲醛的化學方程式

 

；
②已知乙醛與新制Cu（OH）₂反應的化學方程式為：CH₃CHO+Cu（OH）₂

△

Cu₂O↓+CH₃COOH+H₂O（未配平），試寫出甲醛與過量新制Cu（OH）₂反應的化學方程式，并配平

 

．
③甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是

 

．
④甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為

 

，甲醛分子的空間構型是

 

．
⑤如圖是Cu₂O的晶胞結構示意圖，其中，黑球代表

 

（填Cu或O）原子．

Answer 1

考點：“等電子原理”的應用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學鍵與晶體結構

分析：（1）根據等電子原理來書寫CO的結構式；
（2）①甲醇發生催化氧化生成甲醛和水；
②甲醛和新制氫氧化銅反應是利用了醛基的性質，甲醛和新制氫氧化銅反應生成氧化亞銅、二氧化碳和水；
③利用氫鍵來解釋物質的沸點；
④利用氫鍵來解釋物質的沸點，利用甲醛中的成鍵來分析碳原子的雜化類型；利用雜化類型來分析空間結構；
⑤利用晶胞結構圖，根據銅原子的數目來分析其位置．

解答： 解：（1）依據等電子原理，可知CO與N₂為等電子體，N₂分子的結構式為N≡N，互為等電子體分子的結構相似，則CO的結構式為C≡O；
故答案為：C≡O；
（2）①甲醇發生催化氧化生成甲醛和水，反應的方程式為：2CH₃OH+O₂

Cu/Ag

△

2HCHO+2H₂O；
故答案為：2CH₃OH+O₂

Cu/Ag

△

2HCHO+2H₂O；
②甲醛和新制氫氧化銅反應是利用了醛基的性質，甲醛和新制氫氧化銅反應生成氧化亞銅、二氧化碳和水，甲醛和新制氫氧化銅反應方程式為：HCHO+4Cu（OH）₂

△

2Cu₂O+5H₂O+CO₂↑；
故答案為：HCHO+4Cu（OH）₂

△

2Cu₂O+5H₂O+CO₂↑；
③甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵，故甲醇的沸點高；
故答案為：甲醇分子間形成氫鍵；
④甲醛分子中含有碳氧雙鍵，共有3個σ鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp²雜化；
故答案為：sp²雜化；平面三角形；
⑤在氧化亞銅晶胞中，白球的數目為8×

1

8

+1=2，黑球的數目為4，即白球數目：黑球數目=1：2，故黑球為銅原子．
故答案為：Cu．

點評：本題主要考查等電子體原理、分子間作用力、雜化軌道、分子的平面構型，注重了對物質結構中�？伎键c的綜合，學生易錯點在電子排布中3d與4s的書寫上及雜化類型的判斷上．