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____________;1 mol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________。
![]()
(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 3NA
③4
【解析】(1)Zn为30号元素,根据核外电子排布规律即可得出。根据CO与N2互为等电子体,具有相似结构推断CO的结构式为C≡O(或
)。
(3)CH3OH与HCHO均为分子晶体,相对分子质量非常接近,而沸点相差较大,是因为CH3OH分子间存在氢键。形成氢键的条件是①有N、O、F原子,并且N、O、F上存在孤对电子。②有连接在N、O、F上的H原子。根据有机物中碳氧双键为sp2杂化,
空间构型为平面三角形。甲醛中C—H键均为σ键,碳氧双键中有一个σ键,故有3个σ键。弄清晶胞中位于顶点与体心的空心圆为O,则O原子数=8×
+1=2,4个位于体心的黑点为Cu,Cu原子数为4,满足Cu∶O=2∶1