Question

I．生物质能是一种洁净、可再生的能源。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Zn原子的原子结构示意图_____________。

(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甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是______________________________________。

②甲醛分子的空间构型是____________________；1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。

II．在下列物质中：①HCl、②N₂、③NH₃、④Na₂O₂、⑤C₂H₄、⑥NaOH、⑦Ar

(1)只存在极性键的分子是_________；只由非极性键构成的非极性分子是________；(填序号，下同)。

(2)既有非极性键，又有极性键构成的非极性分子是_________。

(3)既有离子键，又有共价键的是________。

Answer

甲醇分子间含有氢键 平面三角形 3NA ①③ ② ⑤ ④⑥

【解析】

I.（1）根据锌的原子序数写基态Zn原子的原子结构示意图；

（2）根据CO与N2为等电子体，书写CO的结构式；

（3）①利用氢键来解释物质的沸点；

②利用杂化类型来分析空间结构，并利用判断σ键的规律来分析σ键数目；

II．不同非金属元素之间易形成极性键，同种非金属元素之间易形成非极性键；正负电荷中心重合的分子为非极性分子；活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，据此分析解答。

I.（1）Zn的原子序数为：30，基态Zn原子的原子结构示意图为：，故答案为：；

（2）根据等电子原理，CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为：，互为等电子体的结构相似，则CO分子的结构式为：，故答案为：；

（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：甲醇分子间含有氢键；

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，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：平面三角形；3NA；

II. （1）不同非金属元素之间易形成极性键，所以只存在极性键的是①③；同种非金属元素之间易形成非极性键，正负电荷中心重合的分子为非极性分子，只由非极性键构成的非极性分子为②，故答案为：①③；②；

（2）C2H4的结构式为：，既有非极性键，又有极性键，且是非极性分子，故答案为：⑤；

（3）Na2O2中钠离子与过氧根离子间存在离子键，过氧根离子内氧原子与氧原子之间是非极性共价键；NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，H−O原子之间存在极性共价键，所以Na2O2与NaOH中含有离子键，又含有共价键，故答案为：④⑥。