问题 问答题

第四周期过渡元素Mn、Fe、Ti可与C、H、O形成多种化合物.

(1)下列叙述正确的是______.(填字母)

A.CH2O与水分子间能形成氢键

B.CH2O和CO2分子中的中心原子均采用sp2杂化

C.C6H6分子中含有6个▱键和1个大π键,C6H6是非极性分子

D.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低

(2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表:

元    素MnFe
电离能

/kJ•mol-1

I1717759
I215091561
I332482957
Mn元素价电子排布式为______,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是______.

(3)根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域,其中Ti属于______区.

(4)Ti的一种氧化物X,其晶胞结构如上图所示,则X的化学式为______.

(5)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN-离子,可在X的催化下,先用NaClO将CN-氧化成CNO-,再在酸性条件下CNO-继续被NaClO氧化成N2和CO2

①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为______.

②与CNO-互为等电子体微粒的化学式为______(写出一种即可).

③氰酸(HOCN)是一种链状分子,它与异氰酸(HNCO)互为同分异构体,其分子内各原子最外层均已达到稳定结构,试写出氰酸的结构式______.

答案

(1)A中甲醛中含有羟基,与水可以形成氢键,故A正确;B二氧化碳为sp杂化,C中苯中碳碳键含有6个σ键,每个碳氢键含有一个σ键,苯分子中一共含有12个,故C错误;常温下二氧化碳为气体,二氧化硅为固体,CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低,故D正确;

故答案为:(1)A D;

(2)25号元素锰,价电子个数为25-18=7,价电子排布为3d54s2,Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态,而铁为26号元素,价电子排布为3d64s2,Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态,故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难;

故答案为:3d54s2; Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转σσ变为不稳定的3d4状态,而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态;

(3)根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域,s区、d区、ds区、p区、f区,s区为第ⅠA、ⅡA族,p区为第ⅢA到零族,d区包括从第ⅢB族到八族,ds区为第ⅠB、ⅡB族,f区为镧系和锕系,其中钛位于第ⅣB族,属于d区; 

故答案为:d区;

(4)每个晶胞中含有钛原子数为8×0.125+1=2,氧原子数为4×0.5+2=4,故化学式为TiO2

故答案为:TiO2

(5)①氢位于第一周期,碳、氮、氧元素位于第二周期,同周期从左向右,电负性逐渐增大,故电负性大小为H<C<N<O;

②CNO-电子数为22,等电子体为电子数相等,故与CNO-互为等电子体微粒的化学式CO2、N2O、SCN-等;

③氰酸(HOCN)是一种链状分子,且其分子内各原子最外层均已达到稳定结构,碳为四配位,氮为三配位,氧为两配位,故N≡C-O-H;

故答案为:①H<C<N<O  ②CO2(N2O)、SCN-③N≡C-O-H.

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