Question

【題目】MnO2是堿錳電池材料中最普通的正極材料之一，在活性材料MnO2中加入CoTiO3納米粉體，可以提高其利用率，優化堿錳電池的性能。

（1）寫出基態Mn原子的價電子排布式_____________，基態Mn原子核外電子的運動狀態有___種；

（2）①CoTiO3晶體結構模型如圖1所示，晶胞參數a＝0.53nm。在CoTiO3晶體中1個Ti原子、1個Co原子周圍距離最近的O原子數目分別為________個、________個。

②列式表示CoTiO3晶體的密度：________g.cm-3（不必計算出結果，用NA表示阿伏加德羅常數的值）。

（3）二氧化鈦(TiO2)是常用的、具有較高催化活性和穩定性的光催化劑，常用于污水處理。O2在其催化作用下，可將CN－氧化成CNO－，進而得到N2。與CNO－ 互為等電子體的分子、離子化學式分別為___________、___________(各寫一種)。

（4）三聚氰胺是一種含氮化合物，其結構簡式如圖2所示。

三聚氰胺分子中氮原子軌道雜化類型是____________，1 mol三聚氰胺分子中σ鍵的數目為________。

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為25號元素，根據電子排布規律可得電子排布式。
（2）觀察CoTiO3晶體結構模型圖，可知1個Ti原子周圍距離最近的O原子數目分別為6個、1個Co原子周圍距離最近的O原子數目為12個。
（3）等電子體為原子數目相等、價電子數相等。
（4）-NH2中N形成了三個單鍵為SP3雜化，環中N原子形成了一個單鍵和一個雙鍵，為SP2雜化，1個三聚氰胺分子含15個σ鍵，所以1 mol三聚氰胺分子中 σ鍵的數目為15NA

（1）Mn是25號元素，其原子核外有25個電子，根據構造原理書寫其基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2；每個電子都有1種運動狀態，Mn原子核外有25個電子，所以共有25種運動狀態。（2）①根據CoTiO3晶體結構模型圖，在CoTiO3晶體中，1個Ti原子周圍距離最近的O原子個數是6，1個Co原子周圍距離最近的O原子數目=3×8÷2=12個；根據均攤原則，每個晶胞中Co原子數是 、Ti原子數是1、O原子數是 ，晶胞的摩爾質量是155g/mol，一個晶胞的體積是a×10-7)3cm3，所以晶體的密度是(1×155)/[NA× (a×10-7)3] g.cm-3；（3）原子個數相等、價電子數相等的微粒互為等電子體，所以與CNO-互為等電子體的分子、離子化學式分別為CO2（或N2O、CS2、BeCl2等）、N3-；（4）氨基上N原子價層電子對個數是4，則N原子采用sp3雜化；環中N原子形成了一個單鍵和一個雙鍵， N原子采用sp2雜化； 1個三聚氰胺分子中σ鍵個數是15，所以1mol三聚氰胺分子中σ鍵的數目為15NA。