Question

【题目】选考〔化学—物质结构与性质](13分)

钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，

反应原理为: 2Mn2＋+5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H＋

（1）基态锰原子的核外电子排布式为 _

（2）上述反应涉及的元素属于同主族元素，其第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。

（3）已知H2．S2O8的结构如图。

①H2．S2O8硫原子的轨道杂化方式为 。

②上述反应中被还原的元素为 。

③上述反应每生成1 mol MnO4 -，S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为 。

（4）一定条件下，水分子间可通过O一H．．．O氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构，其中的多面体孔穴中可包容气体小分子，形成笼形水合包合物晶体

①下图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子)，其包含的氢键数为 ;

②实验测得冰中氢键的作用能为18．8目kJ·mol-1，而冰的熔化热为5．0kJ·mol-1，其原因可能是 。

Answer 1

【答案】（1）1s22s22p63s23p63d54s2（2）O>S

（3）①sp3② S ③非极性键 2．5NA

（4）①30 ②液态水中仍然存在大量氢键

【解析】试题分析：（1）锰是25号元素，基态锰原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2

（2）上述反应涉及的元素属于同主族元素是O和S，根据同主族元素，第一电离能从上到下依次减小，则其第一电离能由大到小的顺序为O>S，

（3）①H2．S2O8硫原子与氧原子形成4个键，所以其轨道杂化方式为sp3杂化，②上述反应中锰元素的化合价由+2价升高到+7价，是失电子被氧化，硫元素的化合价由+7价降低到+6价，得电子，被还原，所以被还原的元素为S ，③根据上述反应2Mn2＋+5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H＋,转移10e－，可知每生成1 mol MnO4 -，S2O82- 断裂的共价键类型为非极性键及其数目为2．5NA。

（4）①由水分子构成的正十二面体骨架，水分子数共为5/3×12=20个,每个水分子有一个氧原子，两个氢原子，水分子间可通过O一H．．．O氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构，所以其包含的氢键数为20×1．5=30；②液态水中仍然存在大量氢键，所以实验测得冰中氢键的作用能为18．8目kJ·mol-1，而冰的熔化热为5．0kJ·mol-1。