Question

【題目】生物質能是一種潔凈、可再生的能源。生物質氣(主要成分為CO、CO2等)與H2混合，催化合成甲醇是生物質能利用的方法之一。

（1）①上述反應的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態Cu原子的核外電子排布式：______。

②銅的一種氧化物晶胞中(結構如圖所示)，所包含的Cu原子數目為______。

③其中O原子的配位數為______。

（2）根據等電子原理，寫出CO分子的結構式______。

（3）甲醇催化氧化可得到甲醛(HCHO)，甲醛與新制Cu(OH)2的堿性溶液反應生成Cu2O沉淀。

①甲醇沸點比甲醛高得多的原因是______。

②甲醇分子中原子軌道的雜化類型為sp3的原子個數為______。

③甲醛分子的空間構型是______；1mol甲醛分子中σ鍵的數目為______。

④甲醇中C、H、O三種元素電負性由大到小的順序為______。

⑤Cu2O的熔點比Cu2S高的原因是______。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 4 4 甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵 2 平面三角形 3NA O＞C＞H 氧離子的半徑小于硫離子的離子半徑，Cu2O的晶格能更大，所以Cu2O的熔點比Cu2S的高

【解析】

（1）根據核外電子排不規律及晶胞結構分析解答；（2）根據等電子體原理分析解答；（3）根據氫鍵形成、電負性、晶格能等原理分析解答；根據價層電子對數及化學鍵類型分析解答；

（1）①Cu的原子序數為29，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；

②依據晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞內部，所包含的Cu原子數目為4，故答案為：4；

③根據圖示知，氧原子位于頂點、楞上、面心和體心，位于體心的O原子與4個Cu原子配位，故答案為：4；

（2）依據等電子原理，可知CO與N2為等電子體，N2分子的結構式為：，互為等電子體分子的結構相似，可寫出CO的結構式為，故答案為：；

（3）①甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵，故甲醇的沸點高，故答案為：甲醇分子之間形成了分子間氫鍵，甲醛分子間只是分子間作用力，而沒有形成氫鍵；

②甲醇分子中的C原子和O原子價層電子對數為4，則雜化類型為sp3，故答案為：2；

③甲醛分子中C原子為sp2雜化，不含孤電子對，分子的空間構型為平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳氫σ鍵，1mol碳氧σ鍵，故含有鍵的物質的量為3mol，數目為3NA個；故答案為：平面三角形；3NA；

④非金屬性越強電負性越大，同周期的C和O非金屬性O強于C，則電負性O＞C＞H，故答案為：O＞C＞H；

⑤Cu2O和Cu2S同屬于離子晶體，其陽離子相同、陰離子所帶的電荷也相同，由于離子的半徑小于硫離子的離子半徑，所以Cu2O的晶格能大，熔點高，故答案為：氧離子的半徑小于硫離子的離子半徑，Cu2O的晶格能更大，所以Cu2O的熔點比Cu2S的高。