问题 填空题

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 D  2分 (2)3d54s2  2分 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(或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。) 2分  (3)d区 1分 (4) TiO2  2分

(5)① H<C<N<O   2分 ②CO2(N2O)、SCN2分 ③ N≡C—O—H   2分

题目分析:(1)A、由于氧元素的电负性大,所以CH2O与水分子间能形成氢键,A正确;B、CH2O分子是平面型结构,中心原子碳原子是sp2杂化,CO2分子是直线型结构,中心原子碳原子采用sp杂化,B不正确;C、C6H6结构是正六边形结构,属于非极性分子。C6H6分子中碳原子是sp2杂化,其中每个碳原子与碳原子形成2个σ键,与氢原子形成1个σ键,所以共含有12个σ键和1个大π键,C不正确;D、CO2晶体是分子晶体,而二氧化硅晶体是原子晶体,所以CO2的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低,D正确,答案选AD。

(2)Mn是25号元素,则根据核外电子排布规律可知,Mn元素价电子排布式为3d54s2;由于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(或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。),所以气态Mn2再失去一个电子比气态Fe2再失去一个电子难。

(3)区的名称来自于安装构造原理最后填入电子的轨道名称,Ti是22号元素,其价电子排布式为3d24s2,所以Ti元素位于d去。

(4)根据晶胞结构可知,氧原子位于面心处与晶胞内,Ti原子位于顶点处和体心处,所以根据均摊原理可知,结构中氧原子的个数=4×+2=4个,Ti原子个数=1+8×=2,所以化学式为TiO2

(5)①非金属性越强,电负性越小。因此同周期自左向右电负性逐渐增大,则H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<N<O。

②价电子数与原子数分别都相等的互为等电子体,则与CNO互为等电子体微粒的化学式为CO2(N2O)、SCN等。

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,因此分子中C与N形成三键,其余均是单键,所以氰酸的结构式N≡C—O—H。

单项选择题
多项选择题