Question

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

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

(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，甲醛與新制Cu(OH)₂的堿性溶液反應生成Cu₂O沉淀。

①甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為________。

②甲醛分子的空間構型是________；1 mol甲醛分子中σ鍵的數目為________。

Answer 1

解析　(1)Zn的原子序數為30，則電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²。

(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N≡N，互為等電子體分子的結構相似，可寫出CO的結構式。

(3)甲醇分子之間形成分子間氫鍵，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；甲醛分子中含有碳氧雙鍵，故碳原子軌道的雜化類型為sp²雜化，分子的空間構型為平面三角形；1 mol甲醛分子中含有2 mol碳氫σ鍵，1 mol碳氧σ鍵，故σ鍵的數目為3N_A(還含有1 molπ鍵)。

答案　(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²

(2)C≡O

(3)①甲醇分子之間形成氫鍵　sp²雜化�、谄矫嫒�角形　3N_A