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）根據(jù)等電子原理，寫出CO分子的結(jié)構(gòu)式

 

．
（2）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu（OH）₂的堿性溶液共熱生成Cu₂O沉淀．
①寫出甲醇催化氧化制甲醛的化學(xué)方程式

 

；
②已知乙醛與新制Cu（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CHO+Cu（OH）₂

△

Cu₂O↓+CH₃COOH+H₂O（未配平），試寫出甲醛與過量新制Cu（OH）₂反應(yīng)的化學(xué)方程式，并配平

 

．
③甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是

 

．
④甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為

 

，甲醛分子的空間構(gòu)型是

 

．
⑤如圖是Cu₂O的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，其中，黑球代表

 

（填Cu或O）原子．

Answer 1

考點：“等電子原理”的應(yīng)用,晶胞的計算,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)等電子原理來書寫CO的結(jié)構(gòu)式；
（2）①甲醇發(fā)生催化氧化生成甲醛和水；
②甲醛和新制氫氧化銅反應(yīng)是利用了醛基的性質(zhì)，甲醛和新制氫氧化銅反應(yīng)生成氧化亞銅、二氧化碳和水；
③利用氫鍵來解釋物質(zhì)的沸點；
④利用氫鍵來解釋物質(zhì)的沸點，利用甲醛中的成鍵來分析碳原子的雜化類型；利用雜化類型來分析空間結(jié)構(gòu)；
⑤利用晶胞結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)銅原子的數(shù)目來分析其位置．

解答： 解：（1）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，則CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)；
故答案為：C≡O(shè)；
（2）①甲醇發(fā)生催化氧化生成甲醛和水，反應(yīng)的方程式為：2CH₃OH+O₂

Cu/Ag

△

2HCHO+2H₂O；
故答案為：2CH₃OH+O₂

Cu/Ag

△

2HCHO+2H₂O；
②甲醛和新制氫氧化銅反應(yīng)是利用了醛基的性質(zhì)，甲醛和新制氫氧化銅反應(yīng)生成氧化亞銅、二氧化碳和水，甲醛和新制氫氧化銅反應(yīng)方程式為：HCHO+4Cu（OH）₂

△

2Cu₂O+5H₂O+CO₂↑；
故答案為：HCHO+4Cu（OH）₂

△

2Cu₂O+5H₂O+CO₂↑；
③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：甲醇分子間形成氫鍵；
④甲醛分子中含有碳氧雙鍵，共有3個σ鍵，則碳原子軌道的雜化類型為sp²雜化；
故答案為：sp²雜化；平面三角形；
⑤在氧化亞銅晶胞中，白球的數(shù)目為8×

1

8

+1=2，黑球的數(shù)目為4，即白球數(shù)目：黑球數(shù)目=1：2，故黑球為銅原子．
故答案為：Cu．

點評：本題主要考查等電子體原理、分子間作用力、雜化軌道、分子的平面構(gòu)型，注重了對物質(zhì)結(jié)構(gòu)中�？伎键c的綜合，學(xué)生易錯點在電子排布中3d與4s的書寫上及雜化類型的判斷上．