Question

生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生能源．生物質(zhì)氣（主要成分為CO、CO₂、H₂等）與H₂混合，催化合成甲醇是生物質(zhì)能利用的方法之一．
（1）上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素．寫(xiě)出基態(tài)Al原子的核外電子排布式

 

、基態(tài)Cu原子的外圍電子排布式

 

；
（2）根據(jù)等電子原理，寫(xiě)出CO分子的結(jié)構(gòu)式

 

；
（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu（OH）₂的堿性溶液反應(yīng)生成Cu₂O沉淀．
①甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是

 

；
②甲醛分子的空間構(gòu)型是

 

；1mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為

 

；
③在1個(gè)Cu₂O晶胞中（結(jié)構(gòu)如上圖所示）所包含的Cu原子數(shù)目為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型,“等電子原理”的應(yīng)用,晶胞的計(jì)算,氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

專題：

分析：（1）根據(jù)元素符號(hào)，判斷元素原子的核外電子數(shù)，再根據(jù)核外電子排布規(guī)律來(lái)寫(xiě)；
（2）CO與N₂為等電子體，根據(jù)互為等電子體分子的結(jié)構(gòu)相似判斷；
（3）①甲醇中含有氫鍵，沸點(diǎn)較高；
②根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷；
③利依據(jù)晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞內(nèi)部，以此判斷銅原子數(shù)．

解答： 解：（1）Al元素為13號(hào)元素，原子核外有13個(gè)電子，所以核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；Cu是29號(hào)元素，其原子核外有29個(gè)電子，3d能級(jí)上有10個(gè)電子、4s能級(jí)上有1個(gè)電子，3d、4s能級(jí)上電子為其外圍電子，根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)原子外圍電子排布式為3d¹⁰4s¹；
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p¹；3d¹⁰4s¹；
（2）依據(jù)等電子原理，可知CO與N₂為等電子體，N₂分子的結(jié)構(gòu)式為：N≡N，互為等電子體分子的結(jié)構(gòu)相似，可寫(xiě)出CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)；
故答案為：C≡O(shè)；
（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(méi)有形成氫鍵，故甲醇的沸點(diǎn)高；
故答案為：甲醇分子之間形成氫鍵；
②甲醛為sp²雜化，不含孤電子對(duì)，分子的空間構(gòu)型為平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳?xì)洇逆I，1mol碳氧δ鍵，故含有δ鍵的物質(zhì)的量為3mol，數(shù)目為3N_A個(gè)；
故答案為：平面三角形；3N_A；
③依據(jù)晶胞示意圖可以看出Cu原子處于晶胞內(nèi)部，所包含的Cu原子數(shù)目為4，故答案為：4．

點(diǎn)評(píng)：本題把原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)較好地融合在一起，綜合考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的主干知識(shí)，題目難度中等．