Question

【题目】一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。

(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。

①写出基态Mn原子的价电子排布式为___________________________。在元素周期表中，该元素在________(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。与Mn同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与Mn不同的元素有__________种。

②CO32-的空间构型是__________________(用文字描述)。

(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。

①根据等电子体原理，CO分子的结构式为___________________________________。

②CO2分子中C原子轨道的杂化类型为________________________________________。

③1 mol甲醛(HCHO)分子中含有的σ键数目为__________________________________。

Answer 1

【答案】3d54s2 d 2 平面三角形 C≡O sp 3 NA

【解析】

（1）①Mn原子核外电子数为25，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，价电子电子排布式可为3d54s2；在元素周期表中，该元素在d区；与Mn同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与Mn不同的元素有Cr、Cu均为4s1，共2种；

②CO32-中C原子价层电子对数为3+=3、没有孤对电子，其空间构型为平面三角形；

（2）①CO与N2互为等电子体，二者结构相似，CO分子中原子之间形成三键，故其结构式为C≡O；

②CO2的结构式为O=C=O，C原子形成2个σ键，没有孤对电子，杂化轨道数目为2，采取sp杂化；

③甲醛的结构式为，单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键，分子含有3个σ键，1 mol甲醛（HCHO）分子中所含σ键的数目为3 NA。