Question

(14分)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Cu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________。

Answer

(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2    (2)C≡O(或CO)

(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）根据构造原理可知，Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。

（2）电子数和原子数分布都相同的是等电子体，所以CO和氡气是等电子体，因此结构式为C≡O(或CO)。

（3）①甲醇分子中含有氢键，所以沸点高于甲醛的。甲醛是平面型结构，所以碳原子是sp2杂化。

②甲醛是平面三角形结构。由于双键是由1个σ键和1个键构成的，所以1mol甲醛分子中σ键的数目为3NA。

③根据晶胞的结构可知，铜原子全部在晶胞内，因此共有4个。