Question

【题目】MnO2是碱锰电池材料中最普通的正极材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3纳米粉体，可以提高其利用率，优化碱锰电池的性能。

（1）写出基态Mn原子的价电子排布式_____________，基态Mn原子核外电子的运动状态有___种；

（2）①CoTiO3晶体结构模型如图1所示，晶胞参数a＝0.53nm。在CoTiO3晶体中1个Ti原子、1个Co原子周围距离最近的O原子数目分别为________个、________个。

②列式表示CoTiO3晶体的密度：________g.cm-3（不必计算出结果，用NA表示阿伏加德罗常数的值）。

（3）二氧化钛(TiO2)是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。O2在其催化作用下，可将CN－氧化成CNO－，进而得到N2。与CNO－ 互为等电子体的分子、离子化学式分别为___________、___________(各写一种)。

（4）三聚氰胺是一种含氮化合物，其结构简式如图2所示。

三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是____________，1 mol三聚氰胺分子中σ键的数目为________。

Answer 1

【答案】3d54s225612(1×155)/[NA× (a×10-7)3]CO2(或N2O、CS2、BeCl2等合理均可)Nsp2、sp315NA

【解析】

（1）Mn为25号元素，根据电子排布规律可得电子排布式。
（2）观察CoTiO3晶体结构模型图，可知1个Ti原子周围距离最近的O原子数目分别为6个、1个Co原子周围距离最近的O原子数目为12个。
（3）等电子体为原子数目相等、价电子数相等。
（4）-NH2中N形成了三个单键为SP3杂化，环中N原子形成了一个单键和一个双键，为SP2杂化，1个三聚氰胺分子含15个σ键，所以1 mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为15NA

（1）Mn是25号元素，其原子核外有25个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2；每个电子都有1种运动状态，Mn原子核外有25个电子，所以共有25种运动状态。（2）①根据CoTiO3晶体结构模型图，在CoTiO3晶体中，1个Ti原子周围距离最近的O原子个数是6，1个Co原子周围距离最近的O原子数目=3×8÷2=12个；根据均摊原则，每个晶胞中Co原子数是 、Ti原子数是1、O原子数是 ，晶胞的摩尔质量是155g/mol，一个晶胞的体积是a×10-7)3cm3，所以晶体的密度是(1×155)/[NA× (a×10-7)3] g.cm-3；（3）原子个数相等、价电子数相等的微粒互为等电子体，所以与CNO-互为等电子体的分子、离子化学式分别为CO2（或N2O、CS2、BeCl2等）、N3-；（4）氨基上N原子价层电子对个数是4，则N原子采用sp3杂化；环中N原子形成了一个单键和一个双键， N原子采用sp2杂化； 1个三聚氰胺分子中σ键个数是15，所以1mol三聚氰胺分子中σ键的数目为15NA。