Question

第四周期過渡元素Mn、Fe、Ti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(gè)鍵和1個(gè)大鍵，C6H6是非極性分子

D．CO2晶體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)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元素價(jià)電子排布式為?????????? ，氣態(tài)Mn2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個(gè)電子難，其原因是????????????????????????? 。

（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(gè)區(qū)域，其中Ti屬于　　　　區(qū)。

（4）Ti的一種氧化物X，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則X的化學(xué)式為???????????? 。

（5）電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的CN－離子，可在X的催化下，先用NaClO將CN－氧化成CNO－，再在酸性條件下CNO－繼續(xù)被NaClO氧化成N2和CO2。

①H、C、N、O四種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>??????????????????? 。

②與CNO－互為等電子體微粒的化學(xué)式為?????????? （寫出一種即可）。

③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氰酸（HNCO）互為同分異構(gòu)體，其分子內(nèi)各原子最外層均已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，試寫出氰酸的結(jié)構(gòu)式?????? 　 。

 

Answer 1

【答案】

（1） A D? 2分 （2）3d54s2? 2分? Mn2＋轉(zhuǎn)化為Mn3＋時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环�(wěn)定的3d4狀態(tài)（或Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)。） 2分?? （3）d區(qū) 1分 （4） TiO2?? 2分

（5）① H＜C＜N＜O?? 2分 ②CO2（N2O）、SCN－2分 ③ N≡C—O—H?? 2分

【解析】

試題分析：（1）A、由于氧元素的電負(fù)性大，所以CH2O與水分子間能形成氫鍵，A正確；B、CH2O分子是平面型結(jié)構(gòu)，中心原子碳原子是sp2雜化，CO2分子是直線型結(jié)構(gòu)，中心原子碳原子采用sp雜化，B不正確；C、C6H6結(jié)構(gòu)是正六邊形結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子。C6H6分子中碳原子是sp2雜化，其中每個(gè)碳原子與碳原子形成2個(gè)σ鍵，與氫原子形成1個(gè)σ鍵，所以共含有12個(gè)σ鍵和1個(gè)大π鍵，C不正確；D、CO2晶體是分子晶體，而二氧化硅晶體是原子晶體，所以CO2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都比二氧化硅晶體的低，D正確，答案選AD。

（2）Mn是25號(hào)元素，則根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，Mn元素價(jià)電子排布式為3d54s2；由于Mn2＋轉(zhuǎn)化為Mn3＋時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环�(wěn)定的3d4狀態(tài)（或Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋時(shí)，3d能級(jí)由不穩(wěn)定的3d6狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的3d5半充滿狀態(tài)。），所以氣態(tài)Mn2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個(gè)電子難。

（3）區(qū)的名稱來自于安裝構(gòu)造原理最后填入電子的軌道名稱，Ti是22號(hào)元素，其價(jià)電子排布式為3d24s2，所以Ti元素位于d去。

（4）根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，氧原子位于面心處與晶胞內(nèi)，Ti原子位于頂點(diǎn)處和體心處，所以根據(jù)均攤原理可知，結(jié)構(gòu)中氧原子的個(gè)數(shù)＝4×＋2＝4個(gè)，Ti原子個(gè)數(shù)＝1＋8×＝2，所以化學(xué)式為TiO2。

（5）①非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小。因此同周期自左向右電負(fù)性逐漸增大，則H、C、N、O四種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>H＜C＜N＜O。

②價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)分別都相等的互為等電子體，則與CNO－互為等電子體微粒的化學(xué)式為CO2（N2O）、SCN－等。

③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氰酸（HNCO）互為同分異構(gòu)體，其分子內(nèi)各原子最外層均已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此分子中C與N形成三鍵，其余均是單鍵，所以氰酸的結(jié)構(gòu)式N≡C—O—H。

考點(diǎn)：考查電負(fù)性、共價(jià)鍵、分子極性、晶體性質(zhì)、核外電子排布、晶胞結(jié)構(gòu)以及等電子體