Question

【題目】一項科學研究成果表明，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)向一定物質的量濃度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀經高溫灼燒，可制得CuMn2O4。

①寫出基態Mn原子的價電子排布式為___________________________。在元素周期表中，該元素在________(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)區。與Mn同周期的所有過渡元素的基態原子中，最外層電子數與Mn不同的元素有__________種。

②CO32-的空間構型是__________________(用文字描述)。

(2)在銅錳氧化物的催化下，CO被氧化為CO2，HCHO被氧化為CO2和H2O。

①根據等電子體原理，CO分子的結構式為___________________________________。

②CO2分子中C原子軌道的雜化類型為________________________________________。

③1 mol甲醛(HCHO)分子中含有的σ鍵數目為__________________________________。

Answer 1

【答案】3d54s2 d 2 平面三角形 C≡O sp 3 NA

【解析】

（1）①Mn原子核外電子數為25，基態原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s2，價電子電子排布式可為3d54s2；在元素周期表中，該元素在d區；與Mn同周期的所有過渡元素的基態原子中，最外層電子數與Mn不同的元素有Cr、Cu均為4s1，共2種；

②CO32-中C原子價層電子對數為3+=3、沒有孤對電子，其空間構型為平面三角形；

（2）①CO與N2互為等電子體，二者結構相似，CO分子中原子之間形成三鍵，故其結構式為C≡O；

②CO2的結構式為O=C=O，C原子形成2個σ鍵，沒有孤對電子，雜化軌道數目為2，采取sp雜化；

③甲醛的結構式為，單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個σ鍵、1個π鍵，分子含有3個σ鍵，1 mol甲醛（HCHO）分子中所含σ鍵的數目為3 NA。