Question

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．HCHO与水分子间能形成氢键

B．HCHO和CO₂分子中的中心原子均采用sp²杂化

C．苯分子中含有 6个σ键和1个大π键，苯是非极性分子

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：

Mn元素价电子排布式为________，气态 Mn^2＋再失去一个电子比气态 Fe^2＋再失去一个电子难，其原因是___________________________。

（3）铁原子核外有__________种运动状态不同的电子。

（4）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。

（5）Ti的一种氧化物X，其晶胞结构如图所示，则 X的化学式为___________。

（6）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________。

Answer

（1）AD

（2）3d54s2；由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多，而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少

（3）26

（4） d

（5）TiO2

（6）①H＜C＜N＜O ② CO2或N2O或SCN- ③N≡C-O-H

【解析】

试题分析：（1）A．甲醛中氧元素电负性很大，与水分子中H原子可以形成氢键，故A正确；B．CH2O分子中C原子形成3个σ键，而CO2分子中C原子形成2个σ键，均没有孤电子对，HCHO分子中C原子采用sp2杂化，二氧化碳分子中C原子为sp杂化，故B错误；C．C6H6分子中含有12个σ键和1个大π键，故C错误；D．二氧化碳晶体是分子晶体，二氧化硅晶体是原子晶体，所以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AD；

（2）Mn元素的原子序数是24号元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2，其价电子排布式为3d54s2，Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多，而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少；

（3）Fe原子核外电子数为26，原子核外没有运动状态相同的电子，即铁原子核外有26种运动状态不同的电子；

（4）Ti处于第四周期第ⅣB族，属于d区元素，故答案为：d；

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

（6）①同周期从左向右电负性逐渐增大，非金属性越强电负性越大，故电负性大小为H＜C＜N＜O；

②与CNO-互为等电子体微粒含有3个原子、价电子总数为16，故与CNO-互为等电子体微粒的化学式CO2、N2O、SCN-等；

③碳形成4个共价键，氮为三个共价键，氧形成2个共价键，氢形成1个共价键，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，故N≡C-O-H。

考点：对物质结构与性质的考查，涉及氢键、杂化方式、化学键、电负性、核外电子排布、等电子体、晶胞计算等。