Question

（2013?淄博一模）銅錳氧化物（CuMn₂O₄）能在常溫下催化氧化空氣中的一氧化碳和甲醛（HCHO）．
（1）錳元素位于第四周期，第ⅦB族．請(qǐng)寫(xiě)出Mn²⁺基態(tài)的電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

．NO₃^-的空間構(gòu)型為

平面三角形

（用文字描述）．
（2）CO和N₂的結(jié)構(gòu)相似，CO的結(jié)構(gòu)式為

C≡O(shè)

．HCHO中含有的σ鍵和π鍵數(shù)目比為

3：1

．
（3）火山噴出巖漿中含有多種硫化物．冷卻時(shí)ZnS比HgS先析出，原因是

二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出

．
（4）Cu₃N形成的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示．與同一個(gè)N^3-相連的Cu⁺有

6

個(gè)．

Answer 1

分析：（1）Mn原子核外電子數(shù)為25，原子形成陽(yáng)離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級(jí)高低失去電子，能級(jí)越高越容易失去；
根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷NO₃^-的空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)N₂與CO為等電子體，結(jié)合等電子體結(jié)構(gòu)相似判斷；
根據(jù)甲醛的結(jié)構(gòu)式進(jìn)行判斷，單鍵為σ鍵，雙鍵中具有1個(gè)σ鍵、1π鍵；
（3）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS；
（4）根據(jù)均攤法計(jì)算黑色球、白色球數(shù)目，確定其代表的離子，再結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷．

解答：解：（1）Mn的原子序數(shù)為25，基態(tài)原子的電子排布式為，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，則Mn²⁺基態(tài)的電子排布式可表示為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵（或[Ar]3d⁵），NO₃^-中N原子形成3個(gè)δ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，則應(yīng)為平面三角形，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；平面三角形；
（2）N₂與CO為等電子體，二者結(jié)構(gòu)相似，N₂的結(jié)構(gòu)為N≡N，則CO的結(jié)構(gòu)為C≡O(shè)，
甲醛的結(jié)構(gòu)式為，分子中含有2個(gè)C-H鍵、1個(gè)C=O鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵中具有1個(gè)σ鍵、1π鍵，故分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為3：1；
故答案為：C≡O(shè)；3：1；
（3）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出，故答案為：二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS，因此ZnS先析出；
（4）晶胞中黑色球數(shù)目為12×

1

4

=3，白色球數(shù)目為8×

1

8

=1，故黑色球?yàn)镃u⁺，白色球?yàn)镹^3-，由晶胞結(jié)構(gòu)可知，棱上的Cu⁺與N^3-相連，以N^3-為中心，在X、Y、Z三個(gè)軸上，在每個(gè)軸上等距離的Cu⁺有2個(gè)，故同一個(gè)N^3-相連的Cu⁺有6個(gè)，故答案為：6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查核外電子排布規(guī)律、微�？臻g結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、晶體類型與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算等，需要學(xué)生具備扎實(shí)的知識(shí)，難度中等，（4）中注意識(shí)記中學(xué)常見(jiàn)晶胞結(jié)構(gòu)、理解均攤法計(jì)算．