Question

【題目】用二氧化碳生產(chǎn)化工產(chǎn)品，有利于二氧化碳的大量回收。二氧化碳和乙二醇在ZnO或鋅鹽催化下可合成碳酸乙烯酯。

CO2++H2O

（1）鋅基態(tài)原子核外電子排布式為_________；寫出一種與CO2互為等電子體的分子的化學(xué)式：__________。

（2）鋅鹽水溶液中Zn2+可與H2O之間形成 [Zn（H2O）6]2+，提供空軌道的是_____（填微粒符號(hào)）。

（3）碳酸乙烯酯中碳原子雜化軌道類型為______；1mol碳酸乙烯酯中含有的鍵數(shù)目為______。

（4）生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生的能源。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。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______________（用文字描述）；

（5）抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，推測(cè)抗壞血酸在水中的溶解性：______（填“難溶于水”或“易溶于水”） ；一個(gè)Cu2O 晶胞（見圖 2）中，Cu 原子的數(shù)目為______ 。

Answer 1

【答案】[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2 N2O Zn2+ sp2和sp3 10mol（或10×6.02×1023） 甲醇分子間可形成氫鍵 平面三角形 易溶于水 4

【解析】

(1)Zn原子核外電子數(shù)為30，根據(jù)能量最低原理書寫核外電子排布式；原子數(shù)目和價(jià)電子總數(shù)相等的微粒互為等電子體；

(2)配離子中中心離子提供空軌道，配體提供孤對(duì)電子；

(3)碳酸乙烯酯中酯基中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，亞甲基中C原子形成4個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4；1mol碳酸乙烯酯中含有10mol共價(jià)鍵；

(4)①利用氫鍵來解釋物質(zhì)的沸點(diǎn)；

②利用雜化類型來分析空間結(jié)構(gòu)；

(5)抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性；依據(jù)均攤法計(jì)算黑球與白球個(gè)數(shù)，依據(jù)化學(xué)式Cu2O判斷。

(1)Zn原子核外電子數(shù)為30，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2；N2O與CO2的原子數(shù)目和價(jià)電子數(shù)均相等，兩者互為等電子體；

(2)Zn2+含有空軌道，H2O含有孤電子對(duì)，故Zn2+提供空軌道，H2O提供孤電子對(duì)，形成配離子[Zn(H2O)6]2+；

(3)碳酸乙烯酯中酯基中C原子形成3個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為3，碳原子采取sp2雜化，亞甲基中C原子形成4個(gè)σ鍵，沒有孤對(duì)電子，雜化軌道數(shù)目為4，則碳原子采取sp3雜化；1mol碳酸乙烯酯中含有10mol共價(jià)鍵，含有的σ鍵數(shù)目為：10×6.02×1023=6.02×1024；

(4)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(diǎn)高；

②甲醛中碳原子價(jià)電子數(shù)為3+=3，無孤對(duì)電子，則碳原子采取sp2雜化，分子的空間構(gòu)型為平面三角形；

(5)抗壞血酸中羥基屬于親水基，增大其水解性，所以抗壞血酸易溶于水；該晶胞中白色球個(gè)數(shù)=8×+1=2、黑色球個(gè)數(shù)為4，則白色球和黑色球個(gè)數(shù)之比=2:4=1:2，根據(jù)其化學(xué)式知，白色球表示O原子、黑色球表示Cu原子，則該晶胞中Cu原子數(shù)目為4。