Question

(12分)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）上述反應(yīng)的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫(xiě)出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式______________。

（2）根據(jù)等電子原理，寫(xiě)出CO分子的結(jié)構(gòu)式________。

（3）CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng)，CaCO3是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8×10—9 。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L，現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為_(kāi)_____mo1/ L。

（4）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(yīng)生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸點(diǎn)比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子的空間構(gòu)型是_____，中心碳原子的軌道雜化類型為_(kāi)____。1 mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為_(kāi)_______。

②甲醇可制作燃料電池，以KOH溶液作電解質(zhì)，向兩極分別充入甲醇和空氣，工作過(guò)程中，負(fù)極反應(yīng)方程式為：___________________。

③已知在常溫常壓下：

CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H= -359.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) △H= -556.0 kJ·mol－1

H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol－1

寫(xiě)出體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。

Answer 1

(1)1s22s22p63s23p63d104s2

(2)C≡O(shè) （3）5.6×10—5

(4)①甲醇分子之間形成氫鍵，平面三角形，sp2雜化，1.806 ×1024

②CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O ③CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol

【解析】

試題分析：（1）Zn的原子序數(shù)為30，關(guān)鍵是要注意3d軌道寫(xiě)在4s軌道的前面，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，（2）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，可寫(xiě)出CO的結(jié)構(gòu)式為C≡O(shè)，故答案為：C≡O(shè)；

（3）Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO32-）=1/2×2×10-4mol/L=1×10-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO32-）×c（Ca2+）=2.8×10-9可知，c（Ca2+）=2.8×10-5mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×2.8×10-5mol/L=5.6×10-5mol/L．

(4)①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(méi)有形成氫鍵，故甲醇的沸

點(diǎn)高；甲醛為sp2雜化，不含孤電子對(duì)，分子的空間構(gòu)型為平面三角形；1mol甲醛分子中含有2mol碳

氫δ鍵，1mol碳氧δ鍵，故含有δ鍵的物質(zhì)的量為3mol，數(shù)目為1.806 ×1024 個(gè)；②正極得到電子，

發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)因?yàn)樵趬A性條件下，則OH-參與反應(yīng)，根據(jù)總方程式可知產(chǎn)物是CO32-和6H2O 所以答案為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O③根據(jù)蓋斯定律得 ：熱方程式1+熱化學(xué)方程式2×1/2+熱化學(xué)方程式3×2 則答案為CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol

考點(diǎn)：考查共價(jià)鍵類型和熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

考點(diǎn)分析： 考點(diǎn)1：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點(diǎn)2：分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考點(diǎn)3：元素周期律與元素周期表 考點(diǎn)4：電化學(xué)基礎(chǔ) 考點(diǎn)5：化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 考點(diǎn)6：溶解平衡 考點(diǎn)7：離子濃度比較 試題屬性

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