Question

【題目】iCo2S4@g-C3N4-CNT是一類很有發展前途的化合物電催化劑。回答下列問題：

(1)基態Co2＋的價層電子排布圖(軌道表達式）為_________；基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為______________形。

(2)g-C3N4(結構片段如圖1，環上化學鍵與苯環類似）可由三聚氰胺（）與(NH4)2SO4共熱制得。

①g-C3N4分子中環上的氮原子、碳原子雜化方式依次為________、_____。

②SO42—的空間構型為 __________________。

③三聚氰胺分子中含σ鍵 ______個，它不溶于冷水，溶于熱水，其主要原因是 ______________________。

(3)碳納米管(CNT，結構如圖2)具有良好的導電性，其原因是______________。

(4)CoS2具有 AB2型立方結構(如圖3)，晶胞參數為553.4pm。設NA為阿伏加德羅常數的值，則晶體的密度為________________ gcm—3(列出計算式) 。

Answer 1

【答案】 紡錘（啞鈴） sp2 sp2 正四面體 l5 熱水破壞了三聚氰胺分子內的氫鍵，使三聚氰胺分子與水分子形成分子間氫鍵，溶解度增大 碳納米管中的每個碳原子只形成三個共價鍵，剩余一個價電子可在分子內自由移動

【解析】

(1)基態Co2＋的價層電子排布式為3d7，則價層電子排布圖為；基態S原子核外電子占據最高能級的軌道為3p，則其電子云的輪廓圖為紡錘（啞鈴）形。答案為：；紡錘（啞鈴）；

(2)①g-C3N4分子中環上的氮原子、碳原子價層電子對數都為3，所以雜化方式依次為sp2、sp2。答案為：sp2；sp2；

②SO42- 中S的價層電子對數為4，則空間構型為正四面體。答案為：正四面體；

③三聚氰胺分子中每兩個原子間只形成1個σ鍵，則含σ鍵l5個；它不溶于冷水，溶于熱水，則表明分子內形成氫鍵，從而得出其主要原因是熱水破壞了三聚氰胺分子內的氫鍵，使三聚氰胺分子與水分子形成分子間氫鍵，溶解度增大。答案為：l5；熱水破壞了三聚氰胺分子內的氫鍵，使三聚氰胺分子與水分子形成分子間氫鍵，溶解度增大；

(3)碳納米管具有良好的導電性，則表明最外層電子沒有完全成鍵，從而得出其原因是碳納米管中的每個碳原子只形成三個共價鍵，剩余一個價電子可在分子內自由移動。 答案為：碳納米管中的每個碳原子只形成三個共價鍵，剩余一個價電子可在分子內自由移動；

(4)在CoS2晶胞中，含Co原子個數為8×+6×=4，含S原子8個，晶胞參數為553.4pm。設NA為阿伏加德羅常數的值，則晶體的密度為= gcm—3。答案為：。