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1所示），所包含的Cu原子数目为______．
（4）元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图2所示，该氯化物的化学式是______，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物H_nCuCl₃，反应的化学方程式为______．

Answer 1

（1）Zn的原子序数为30，注意3d轨道写在4s轨道的前面，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；
（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，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，故答案为：甲醇分子之间形成氢键；sp²杂化；
 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；
（4）由晶胞可知Cu原子位于晶胞内部，含有4个Cu，Cl位于顶点和面心，共含有8×

1

8

+6×

1

2

=4，则氯化物的化学式是CuCl，它可与浓盐酸发生非氧化还原反应，生成配合物H_nCuCl₃，则应需要2HCl，
则反应的化学方程式为CuCl+2HCl=H₂CuCl₃．
故答案为：CuCl；CuCl+2HCl=H₂CuCl₃．