Question

第四周期過(guò)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)Mn^2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe^2＋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(chǎng)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)?u>                   。
②與CNO^－互為等電子體微粒的化學(xué)式為          （寫(xiě)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(xiě)出氰酸的結(jié)構(gòu)式      　 。

Answer 1

（1） A D  2分 （2）3d⁵4s²  2分 Mn^2＋轉(zhuǎn)化為Mn^3＋時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿(mǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环�(wěn)定的3d⁴狀態(tài)（或Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋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(mǎn)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

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(xiàn)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Mn^2＋轉(zhuǎn)化為Mn^3＋時(shí)，3d能級(jí)由較穩(wěn)定的3d⁵半充滿(mǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环�(wěn)定的3d⁴狀態(tài)（或Fe^2＋轉(zhuǎn)化為Fe^3＋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(mǎn)狀態(tài)。），所以氣態(tài)Mn^2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe^2＋再失去一個(gè)電子難。
（3）區(qū)的名稱(chēng)來(lái)自于安裝構(gòu)造原理最后填入電子的軌道名稱(chēng)，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T(mén)iO₂。
（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)镠＜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。