Question

【題目】某柔性屏手機(jī)的柔性電池以碳納米管做電極材料，以吸收ZnSO4溶液的有機(jī)高聚物做固態(tài)電解質(zhì)，其電池結(jié)構(gòu)如圖甲所示，圖乙是有機(jī)高聚物的結(jié)構(gòu)片段。

（1）Mn2+的核外電子排布式為______________；有機(jī)高聚物中C的雜化方式為_____。

（2）已知CN-與N2互為等電子體，推算擬鹵素(CN)2分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為____。

（3）NO2-的空間構(gòu)型為__________。

（4）MnO是離子晶體，其晶格能可通過(guò)如圖的Born－Haber循環(huán)計(jì)算得到。

Mn的第一電離能是____，O2的鍵能是____，MnO的晶格能是____。

（5）鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞如圖所示，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，該晶胞中Zn的半徑為r1 nm， X的半徑為r2 nm，X的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則該晶體的密度為___________g·cm－3(用含r1、r2、M、NA的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d5或 [Ar]3d5 sp2、sp3 3:4 V形 b kJ·mol-1 2e kJ·mol-1 (f-a-b-c-d-e) kJ·mol-1

【解析】

（1）Mn是25號(hào)元素，因此Mn核外電子排布式為1s22s22p63s3p63d54s2，因此Mn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s3p63d5；有機(jī)高聚物中－CH2－中C價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，為sp3雜化，—CONH2，C價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，為sp2雜化；故答案為：1s22s22p63s23p63d5或 [Ar]3d5；sp2、sp3。

（2）已知CN－與N2互為等電子體，推出擬鹵素(CN)2分子結(jié)構(gòu)為N≡C—C≡N，分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為3:4；故答案為：3:4。

（3）NO2－價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，因此空間構(gòu)型為“V”形；故答案為：V形。

（4）第一電離能定義是氣態(tài)基態(tài)電中性失去一個(gè)電子變?yōu)闅鈶B(tài)+1價(jià)陽(yáng)離子所吸收的能量，因此Mn的第一電離能是b kJ·mol1，鍵能是1mol物質(zhì)斷裂成原子所吸收的能量，因此O2的鍵能是2e kJ·mol1，晶格能是氣態(tài)離子形成1mol晶體所釋放的能量，MnO的晶格能是(f-a-b-c-d-e) kJ·mol-1；故答案為：b kJ·mol1；2e kJ·mol1；(f-a-b-c-d-e) kJ·mol-1。

（5）鋅與某非金屬元素X形成的化合物晶胞如圖所示，含有X個(gè)數(shù)為，Zn個(gè)數(shù)為4，因此化學(xué)式為ZnX，設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值為NA，該晶胞中Zn的半徑為r1 nm，X的半徑為r2 nm，根據(jù)結(jié)構(gòu)分析體對(duì)角線(xiàn)的四分之一為兩原子半徑和，設(shè)棱長(zhǎng)為a，則有 r1+ r2 = ，，X的相對(duì)原子質(zhì)量為M，則該晶體的密度為；故答案為：。