Question

     A 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Zn原子的核外电子排布式     。

       （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                      ；

              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   或[Ar]3d¹⁰4s²

（2）C≡O（或 ）

（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，在周期表中位于第四周期、ⅡB族，则其核外电子

排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²   或[Ar]3d¹⁰4s² 。

（2）根据等电子原理，CO与N₂属于等电子体，所以其分子结构相似，

由于N₂的结构式为N≡N，所以CO也应为C≡O 。

（3）①由于醇羟基比醛基容易形成氢键，所以甲醇的沸点高于甲醛；

由于甲醛分子结构中每个碳原子只形成三个共价键，则应该是sp²杂化形式。

② 甲醛的结构式为，所以甲醛的空间构型为平面三角形；

   甲醛分子中的2个C－H键是σ键，C＝O键中的一个键是σ键，另一个

则是π键，则一个甲醛分子中有2个σ键，所以1mol甲醛分子中σ键的

数目为3N_A。

③由化学式Cu₂O和晶胞模型可知，白球为氧原子，黑色球为铜原子，且铜

原子位于晶胞内部，所以1个Cu₂O 晶胞中包含Cu 原子数目为4个。