Question

【题目】央视报道《王者归“铼”》：中国发现超级金属“铼”，飞机火箭上天全靠它，有望打破美国垄断。

(1)铼(Re)被称为类锰元素，与锰的外围电子结构数相同，已知Mn的外围电子排布式为3d54s2，写出75Re的外围电子排布式：______，其最高价氧化物的化学式为_______。

(2)铢合金可作为醇脱氢反应的催化剂：CH3OHHCHO+H2↑，上述反应两种有机物中碳原子的杂化形式分别是______和_______。C、H、O三种元素中，电负性最大的是______(填元素符号)。

(3)实验中常用过硫酸盐氧化法测定钢铁中锰的含量，反应原理为2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+。已知H2S2O8的结构简式如图所示。

上述反应中S2O82-断裂的共价键类型为___(填“σ键”或“π键”)，每生成0.3molMnO4-，过硫酸根中断裂的共价键数目为_____NA。

(4)科学家研制出一种新型的超硬材料，类似于金刚石的结构，但硬度比金刚石大，该晶体元素组成为C和N，其晶胞如图所示(图示原子都包含在晶胞内)，则该晶胞所含氮原子的个数为____。已知晶胞参数分别为a nm、b nm、c nm,，该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1，密度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数的数值为___(用含a、b、c、ρ、M的代数式表示)。

Answer 1

【答案】5d56s2 Re2O7 sp3 sp2 O σ 0.75 8

【解析】

(1)铼(Re)被称为类锰元素，与锰的外围电子结构数相同，锰元素为25号元素，铼为75号元素位于第6周期第ⅤⅡB族，结合Mn的外围电子排布式为3d54s2，75Re的外围电子排布式：5d56s2，最高价为+7价，据此写出氧化物化学式为Re2O7。

(2)铢合金可作为醇脱氢反应的催化剂：CH3OHHCHO+H2↑，甲醇分子内碳原子形成4个σ键，杂化方式为sp3杂化，甲醛（H2C=O）分子内碳原子形成3个σ键，无孤对电子，杂化方式为sp2杂化；同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增大，电负性C＜O，H的电负性最小，H＜C＜O，则O原子电负性最大。

(3)反应中S2O82-中过氧键发生断裂生成SO42－，断裂的是σ键，每生成1mol MnO4－消耗S2O82－为1mol×=2.5mol，每生成0.3mol MnO4－，反应中S2O82-中过氧键发生断裂生成SO42－，故断裂0.75NA个过氧键非极性键；

(4)图示原子都包含在晶胞内，该晶体元素组成为C和N，每个晶胞中含有6个C原子，8个N原子；每个晶胞含2个C3N4，每个晶胞质量=g，每个晶胞的体积为abc×10-21cm3，则密度ρ==g·cm－3，NA=。