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Al原子的核外电子排布式 .基态Cu原子的外围电子排布式 ,(2)根据等电子原理.写出CO分子的结构式 ,(3)甲醇催化氧化可得到甲醛.甲醛与新制Cu(OH)2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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Al原子的核外电子排布式

、基态Cu原子的外围电子排布式

；
（2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式

；
（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

；
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（结构如上图所示）所包含的Cu原子数目为

．

考点：原子核外电子排布,判断简单分子或离子的构型,“等电子原理”的应用,晶胞的计算,氢键的存在对物质性质的影响

专题：

分析：（1）根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据核外电子排布规律来写；
（2）CO与N₂为等电子体，根据互为等电子体分子的结构相似判断；
（3）①甲醇中含有氢键，沸点较高；
②根据价层电子对互斥模型判断；
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．

解答： 解：（1）Al元素为13号元素，原子核外有13个电子，所以核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，3d能级上有10个电子、4s能级上有1个电子，3d、4s能级上电子为其外围电子，根据构造原理知其基态原子外围电子排布式为3d¹⁰4s¹；
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；3d¹⁰4s¹；
（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；
故答案为：甲醇分子之间形成氢键；
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3N_A个；
故答案为：平面三角形；3N_A；
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．

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