Question

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．基態(tài)Mn²⁺的核外電子排布式為

 

．NO₃^-的空間構(gòu)型為

 

．
（2）HCHO中含有的σ鍵和π鍵數(shù)目之比為

 

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

 

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

 

個，Cu⁺的半徑為a pm，N^3-的半徑為b pm，則Cu₃N的密度為

 

g?cm^-3．（只列式，不用計算出結(jié)果）（阿伏加德羅常數(shù)用N_A表示，1pm=10^-10 cm）

Answer 1

考點：原子核外電子排布,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,晶胞的計算

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）Mn原子核外電子數(shù)為25，原子形成陽離子先按能層高低失去電子，能層越高的電子越容易失去，同一能層中按能級高低失去電子，能級越高越容易失去；
根據(jù)價層電子對互斥理論判斷NO₃^-的空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)甲醛的結(jié)構(gòu)式進行判斷，單鍵為σ鍵，雙鍵中具有1個σ鍵、1π鍵；
（3）二者均為離子晶體，ZnS晶格能大于HgS；
（4）Cu₃N的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，12×

1

4

=3，白色球數(shù)目為8×

1

8

=1，所以大球表示Cu原子、小球表示N原子，N^3-的配位數(shù)=3×2=6，Cu₃N的密度=

m

V

．

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δ鍵，沒有孤電子對，則應(yīng)為平面三角形，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵；平面三角形；
（2）甲醛的結(jié)構(gòu)式為，分子中含有2個C-H鍵、1個C=O鍵，單鍵為σ鍵，雙鍵中具有1個σ鍵、1π鍵，故分子中σ鍵和π鍵數(shù)目比為3：1；
故答案為：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，故黑色球為Cu⁺，白色球為N^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三個軸上，在每個軸上等距離的Cu⁺有2個，故同一個N^3-相連的Cu⁺有6個，晶胞的體積=[（2a+2b）×10^-10cm]³，Cu₃N的密度=

m

V

=

1.03×10 32

4(a+b) 3N A

g/cm³，
故答案為：6；

1.03×10 32

4(a+b) 3N A

．

點評：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)與計算等，需要學(xué)生具備扎實的知識，難度中等，（4）中注意識記中學(xué)常見晶胞結(jié)構(gòu)、理解均攤法計算．