(2010•陕西模拟)由CO与H2催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一.
来源:学生作业帮 编辑:搜狗做题网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/07/17 17:14:17
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(1)上述反应的催化剂常用第四周期两种金属元素的化合物,其中一种元素的原子L层电子数与最外层电子数之比为4:1,d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:1,它的元素符号为______,其+2价离子的核外电子排布式是______.
(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.
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是______;
②甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为______.甲醛分子的空间构型是______; 1mol甲醛分子中σ键的数目为______.
(4)上述反应的催化剂另一种是铜元素的化合物.已知铜的重要化合物胆矾CuSO4•5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4•H2O,其结构示意图如:下列说法正确的是______(填字母).
A.在上述结构示意图中,所有氧原子都采用sp3杂化
B.在上述结构示意图中,存在配位键、共价键和离子键
C.胆矾是分子晶体,分子间存在氢键
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去.
![(2010•陕西模拟)由CO与H2催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一.](/uploads/image/z/16791594-42-4.jpg?t=%EF%BC%882010%E2%80%A2%E9%99%95%E8%A5%BF%E6%A8%A1%E6%8B%9F%EF%BC%89%E7%94%B1CO%E4%B8%8EH2%E5%82%AC%E5%8C%96%E5%90%88%E6%88%90%E7%94%B2%E9%86%87%E6%98%AF%E7%94%9F%E7%89%A9%E8%B4%A8%E8%83%BD%E5%88%A9%E7%94%A8%E7%9A%84%E6%96%B9%E6%B3%95%E4%B9%8B%E4%B8%80%EF%BC%8E)
(1)L层电子数与最外层电子数之比为4:1,L层不是最外层电子数为8,那么最外层电子数为2.d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:1,说明d轨道中的电子数为10.该元素位于第四周期可知该元素为Zn,故答案为:Zn;1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10.
(2)依据等电子原理,可知CO与N2为等电子体,N2分子的结构式为N≡N,互为等电子体分子的结构相似,则CO的结构式为C≡O,故答案为:C≡O;
(3)①甲醇分子之间形成了分子间氢键,甲醛分子间只是分子间作用力,而没有形成氢键,故甲醇的沸点高;故答案为:甲醇分子之间形成氢键;
②甲醛分子中含有碳氧双键,共有3个σ键,则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化;因甲醛中碳原子采取sp2杂化,则分子的空间构型为平面三角形;1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键,1mol碳氧σ键,故含有σ键的数目为3NA;
故答案为:sp2杂化;平面三角形;3NA;
(4)A.氧原子并不都是sp3杂化,该结构中的氧原子部分饱和,部分不饱和,杂化方式不同.从现代物质结构理论出发,硫酸根离子中S和非羟基O之间除了形成1个σ键之外,还形成了反馈π键.形成π键的电子不能处于杂化轨道上,O必须保留未经杂化的p轨道,就不可能是sp3杂化,故A错误;
B.在上述结构示意图中,存在O→Cu配位键,H-O、S-O共价键和Cu、O离子键,故B正确;
C.胆矾是五水硫酸铜,胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的,属于离子晶体,故C错误;
D.由于胆矾晶体中水两类,一类是形成配体的水分子,一类是形成氢键的水分子,结合上有着不同,因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物,故D正确.
故选BD.
(2)依据等电子原理,可知CO与N2为等电子体,N2分子的结构式为N≡N,互为等电子体分子的结构相似,则CO的结构式为C≡O,故答案为:C≡O;
(3)①甲醇分子之间形成了分子间氢键,甲醛分子间只是分子间作用力,而没有形成氢键,故甲醇的沸点高;故答案为:甲醇分子之间形成氢键;
②甲醛分子中含有碳氧双键,共有3个σ键,则碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化;因甲醛中碳原子采取sp2杂化,则分子的空间构型为平面三角形;1mol甲醛分子中含有2mol碳氢σ键,1mol碳氧σ键,故含有σ键的数目为3NA;
故答案为:sp2杂化;平面三角形;3NA;
(4)A.氧原子并不都是sp3杂化,该结构中的氧原子部分饱和,部分不饱和,杂化方式不同.从现代物质结构理论出发,硫酸根离子中S和非羟基O之间除了形成1个σ键之外,还形成了反馈π键.形成π键的电子不能处于杂化轨道上,O必须保留未经杂化的p轨道,就不可能是sp3杂化,故A错误;
B.在上述结构示意图中,存在O→Cu配位键,H-O、S-O共价键和Cu、O离子键,故B正确;
C.胆矾是五水硫酸铜,胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的,属于离子晶体,故C错误;
D.由于胆矾晶体中水两类,一类是形成配体的水分子,一类是形成氢键的水分子,结合上有着不同,因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物,故D正确.
故选BD.
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