Question

【题目】钢是现代社会的物质基础，钢中除含有铁外还含有碳和少量不可避免的钴、硅、锰、磷、硫等元素。请回答下列有关问题：

(1)基态Mn原子的价电子排布式为___________。Mn2+与Fe2+中，第一电离能较大的是__________，判断的理由是_____________________________________。

(2)碳元素除可形成常见的氧化物CO、CO2外，还可形成C2O3(结构式为)。C2O3中碳原子的杂化轨道类型为___________，CO2分子的立体构型为___________。

(3)酞菁钴分子的结构简式如图所示，分子中与钴原子通过配位键结合的氮原子的编号是______(填“1” “2” “3”或“4”)其中C、H、O元素电负性由大到小的顺序是_________________________

(4)碳酸盐的热分解是由于晶体中的阳离子结合碳酸根中的氧离子，是碳酸根分解为CO2分子的结果。MgCO3分解温度低于CaCO3，请解释原因_________________________。

(5)氧化亚铁晶胞与NaCl的相似，NaCl的晶胞如图所示。由于晶体缺陷，某氧化亚铁晶体的实际组成为Fe0.9O，其中包含有Fe2+和Fe3+，晶胞边长为apm，该晶体的密度为ρg·cm－3，则a=___________(列出计算式即可，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。

Answer 1

【答案】3d54s2 Mn2+ Mn2+价层电子排布为3d5，3d能级半充满，更稳定 sp2 直线型 2,4 O>C>H 半径Mg2+<Ca2+，MgO晶格能大于CaO， Mg2+更易结合碳酸根中的氧离子，故MgCO3更易分解

【解析】

（1）Mn位于第四周期ⅦB，其价电子包括最外层电子和次外层的d能级，即Mn的价电子排布式为3d54s2；Mn2＋价电子排布式为3d5，Fe2＋价电子排布式为3d6，Mn2＋价层电子排布中3d能级半充满，更稳定，因此第一电离能较大的是Mn2＋；

（2）根据C2O3的结构式，C有3个σ键，无孤电子对，因此C的杂化类型为sp2；CO2中C有2个σ键，孤电子对数为(4－2×2)/2=0，即CO2杂化类型为sp，CO2空间构型为直线型；

（3）N形成3个共价键达到饱和，若N有4个化学键，其中有一个是配位键，根据结构简式，2，4含有配位键，非金属性O>C>H，则C、H、O的电负性大小顺序是O>C>H；

（4）MgCO3和CaCO3都属于离子晶体，受热分解后生成MgO和CaO，也都属于离子晶体，MgCO3分解温度低于CaCO3，应从晶格能的角度分析，原因是半径Mg2＋<Ca2＋，MgO晶格能大于CaO， Mg2＋更易结合碳酸根中的氧离子，故MgCO3更易分解；

（5）根据氯化钠晶胞，NaCl的晶胞中有4个“NaCl”，Fe0.9O晶胞与NaCl晶胞的相似，因此该晶体中有4个“Fe0.9O”，晶胞的质量为，晶胞的体积(a×10－10)cm3，根据密度的定义，ρ=，得出a=。