Question

【題目】【化學—選修3:物質結構與性質】第四周期過渡元素Mn、Fe、Ti、Ni可與C、H、O形成多種化合物。

（1）下列敘述正確的是 。(填字母)

A．CH2O與水分子間能形成氫鍵

B．CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2雜化

C．C6H6分子中含有6個鍵和1個大鍵，C6H6是非極性分子

D．CO2晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低

（2）Mn和Fe的部分電離能數(shù)據(jù)如下表：

元 素		Mn	Fe
電離能 /kJ·mol－1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

Mn原子價電子排布式為 ，氣態(tài)Mn2＋再失去一個電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子難，其原因是 。

（3）根據(jù)元素原子的外圍電子排布，可將元素周期表分區(qū)，其中Ti屬于____________區(qū)。Ti的一種氧化物X，其晶胞結構如上圖所示，則X的 化學式為 。

（4）某鐵的化合物結構簡式如右圖所示

①組成上述化合物中各非金屬元素電負性由大到小的順序為

(用元素符號表示)

②在右圖中用“→”標出亞鐵離子的配位鍵。

（5）NiO(氧化鎳)晶體的結構與NaCl相同，Ni2+與最鄰近O2-的配位數(shù)為 ，這幾個O2-構成的空間構型為 。已知Ni2+與O2-的核間距為anm， NiO的摩爾質量為M g/mol，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則該晶體的密度為________ g/cm3。

Answer 1

【答案】（1）A D（2）3d54s2 ；Mn2＋轉化為Mn3＋時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉變?yōu)椴环�(wěn)定的3d4狀態(tài)(或Fe2＋轉化為Fe3＋時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)。)

（3）d區(qū)； TiO2（4）① O>N>C>H；② （5）6 ；正八面體 ；

【解析】

試題分析：（1）A中甲醛中含有羥基，與水可以形成氫鍵，故A正確；B二氧化碳為sp雜化，C中苯中碳碳鍵含有6個σ鍵，每個碳氫鍵含有一個σ鍵，苯分子中一共含有12個，故C錯誤；常溫下二氧化碳為氣體，二氧化硅為固體，CO2晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低，故D正確；故答案為：（1）A D；

（2）25號元素錳，價電子個數(shù)為25-18=7，價電子排布為3d54s2，Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉變?yōu)椴环�(wěn)定的3d4狀態(tài)，而鐵為26號元素，價電子排布為3d64s2，F(xiàn)e2+轉化為Fe3+時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)，故氣態(tài)Mn2+再失去一個電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個電子難；故答案為：3d54s2； Mn2+轉化為Mn3+時，3d能級由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉σσ變?yōu)椴环�(wěn)定的3d4狀態(tài)，而Fe2+轉化為Fe3+時，3d能級由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)；

（3）根據(jù)元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區(qū)域，s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、p區(qū)、f區(qū)，s區(qū)為第ⅠA、ⅡA族，p區(qū)為第ⅢA到零族，d區(qū)包括從第ⅢB族到八族，ds區(qū)為第ⅠB、ⅡB族，f區(qū)為鑭系和錒系，其中鈦位于第ⅣB族，屬于d區(qū)；每個晶胞中含有鈦原子數(shù)為8×0.125+1=2，氧原子數(shù)為4×0.5+2=4，故化學式為TiO2；故答案為：d區(qū)；TiO2；

（4）①非金屬性越強，元素的電負性越大，則電負性O＞N＞C＞H＞Fe，故答案為：O＞N＞C＞H＞Fe；

②C=N雙鍵的N原子有1對孤對電子與亞鐵離子之間形成配位鍵，另外N原子帶1個單位負電荷，與亞鐵離子之間形成離子鍵，標出亞鐵離子的配位鍵為，故答案為：；

（5）因為NiO的晶體結構類型均與氯化鈉的相同，而氯化鈉中陰陽離子的配位數(shù)均為6，所以NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)也均為6，這幾個O2-構成正八面體結構，在NiO晶體中，每4個Ni離子與4個O 2-離子組成一個正方體，其體積為(a×10-7 cm)3，每個Ni離子又屬于8個小正方體所有，1molNiO晶體有×8 個這種小正方體，所以1molNiO的總體積為(a×10-7 cm)3×2NAcm3，所以密度==gcm-3，故答案為：6 ；正八面體 ；。