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．請寫出Mn²⁺基態的電子排布式

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

．NO₃^-的空間構型為

平面三角形

（用文字描述）．
（2）CO和N₂的結構相似，CO的結構式為

C≡O

．HCHO中含有的σ鍵和π鍵數目比為

3：1

．
（3）火山噴出巖漿中含有多種硫化物．冷卻時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形成的晶體結構如圖所示．與同一個N^3-相連的Cu⁺有

6

個．

Answer 1

分析：（1）Mn原子核外電子數為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；
根據價層電子對互斥理論判斷NO₃^-的空間構型；
（2）根據N₂與CO為等電子體，結合等電子體結構相似判斷；
根據甲醛的結構式進行判斷，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）根據均攤法計算黑色球、白色球數目，確定其代表的離子，再結合晶胞結構進行判斷．

解答：解：（1）Mn的原子序數為25，基態原子的電子排布式為，1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，則Mn²⁺基態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，二者結構相似，N₂的結構為N≡N，則CO的結構為C≡O，
甲醛的結構式為，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鍵數目比為3：1；
故答案為：C≡O；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）晶胞中黑色球數目為12×

1

4

=3，白色球數目為8×

1

8

=1，故黑色球為Cu⁺，白色球為N^3-，由晶胞結構可知，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，故答案為：6．

點評：本題考查核外電子排布規律、微粒空間結構、化學鍵、晶體類型與性質、晶胞結構與計算等，需要學生具備扎實的知識，難度中等，（4）中注意識記中學常見晶胞結構、理解均攤法計算．