Question

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。写出基态Zn原子的核外电子排布式           。

（2）根据等电子原理，写出CO分子结构式                 。

（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             ；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为                。

②甲醛分子的空间构型是            ；1mol甲醛分子中σ键的数目为       。

③在1个Cu₂O晶胞中（结构如图所示），所包含的Cu原子数目为          。

Answer 1

（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²[Ar]3d¹⁰4s²

（2）CO（或CO）

（3）①甲醇分子之间形成氢键     sp²杂化     ②平面三角形      3N_A    ③4

解析:

（1）Zn的原子序数为30，注意3d轨道写在4s轨道的前面；（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：互为等电子体分子的结构相似，可写出CO的结构式；（3）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；分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键，1mol碳氧σ键，故含有σ键的数目为 3N_A；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。