Question

【題目】央視報道《王者歸“錸”》：中國發現超級金屬“錸”，飛機火箭上天全靠它，有望打破美國壟斷。

(1)錸(Re)被稱為類錳元素，與錳的外圍電子結構數相同，已知Mn的外圍電子排布式為3d54s2，寫出75Re的外圍電子排布式：______，其最高價氧化物的化學式為_______。

(2)銖合金可作為醇脫氫反應的催化劑：CH3OHHCHO+H2↑，上述反應兩種有機物中碳原子的雜化形式分別是______和_______。C、H、O三種元素中，電負性最大的是______(填元素符號)。

(3)實驗中常用過硫酸鹽氧化法測定鋼鐵中錳的含量，反應原理為2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+。已知H2S2O8的結構簡式如圖所示。

上述反應中S2O82-斷裂的共價鍵類型為___(填“σ鍵”或“π鍵”)，每生成0.3molMnO4-，過硫酸根中斷裂的共價鍵數目為_____NA。

(4)科學家研制出一種新型的超硬材料，類似于金剛石的結構，但硬度比金剛石大，該晶體元素組成為C和N，其晶胞如圖所示(圖示原子都包含在晶胞內)，則該晶胞所含氮原子的個數為____。已知晶胞參數分別為a nm、b nm、c nm,，該晶體的摩爾質量為Mg·mol-1，密度為ρg·cm-3，則阿伏加德羅常數的數值為___(用含a、b、c、ρ、M的代數式表示)。

Answer 1

【答案】5d56s2 Re2O7 sp3 sp2 O σ 0.75 8

【解析】

(1)錸(Re)被稱為類錳元素，與錳的外圍電子結構數相同，錳元素為25號元素，錸為75號元素位于第6周期第ⅤⅡB族，結合Mn的外圍電子排布式為3d54s2，75Re的外圍電子排布式：5d56s2，最高價為+7價，據此寫出氧化物化學式為Re2O7。

(2)銖合金可作為醇脫氫反應的催化劑：CH3OHHCHO+H2↑，甲醇分子內碳原子形成4個σ鍵，雜化方式為sp3雜化，甲醛（H2C=O）分子內碳原子形成3個σ鍵，無孤對電子，雜化方式為sp2雜化；同周期元素從左到右元素的電負性逐漸增大，電負性C＜O，H的電負性最小，H＜C＜O，則O原子電負性最大。

(3)反應中S2O82-中過氧鍵發生斷裂生成SO42－，斷裂的是σ鍵，每生成1mol MnO4－消耗S2O82－為1mol×=2.5mol，每生成0.3mol MnO4－，反應中S2O82-中過氧鍵發生斷裂生成SO42－，故斷裂0.75NA個過氧鍵非極性鍵；

(4)圖示原子都包含在晶胞內，該晶體元素組成為C和N，每個晶胞中含有6個C原子，8個N原子；每個晶胞含2個C3N4，每個晶胞質量=g，每個晶胞的體積為abc×10-21cm3，則密度ρ==g·cm－3，NA=。