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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 Cu2+离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__________________;
③ 1 mol 甲醛分子中 σ 键的数目为__________________。
(5分) (1)1s22s22p63s23p63d9 或[Ar]3d9         (2)C≡O
(3)①sp2杂化        ②平面三角形;  ③3NA或1.806×1024【每空1分】

试题分析:(1)铜的原子序数是29,则根据构造原理可知,基态 Cu2+离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9 或[Ar]3d9
(2)原子数和电子数分别都相等的是等电子体,则与CO互为等电子体的是氮气,是由根据氮气的结构式可知,CO的结构式是C≡O。
(3)①甲醛是平面型结构,所以碳原子是sp2杂化。
②甲醛中中心原子碳原子含有的孤对电子对数是(4-2×1-1×2)÷2=0,所以甲醛是平面三角形结构。
③由于双键是由1个σ键与1个π键构成,而单键都是σ键,所以1 mol 甲醛分子中 σ 键的的物质的量是3mol,其数目为3NA或1.806×1024
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,难易适中,贴近高考。在注重对基础知识考查与巩固的同时,主要是侧重对学生解题能力与技巧的培养和训练,有利于培养学生的灵活运用基础知识解决实际问题的能力,也有助于提高学生的创新思维能力和学习效率。该题的关键是明确构造原理的含义以及价层电子对互斥理论的应用。
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