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．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	Mn	Fe
电离能 /kJ·mol^－^1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

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）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             。已知晶胞边长为bcm，阿伏伽德罗常数为N_A该氧化物的密度为__________________g/cm^-3

（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       　 。

Answer

（1）AD （2）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（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。）（3）d区 

（4） TiO2   160/( NA·b3) .（5）① H＜C＜N＜O   ②CO2（N2O）、SCN    ③ N≡C—O—H 

【解析】

试题分析：（1）A.由于CH2O分子和H2O中O原子的电负性大，原子半径小，所以它们之间能形成氢键。正确。B. CH2O和CO2分子中的中心原子前者采用sp2杂化，后者采用sp杂化。错误。C．C6H6分子中的碳原子与碳原子之间含有6个σ键和1个大键，。碳原子与氢原子之间形成的也是σ键。化学键与化学键之间的夹角是120度。整个分子中各个化学键排列对称，电荷分布均匀。C6H6是非极性分子。错误。D．CO2晶体是分子晶体，分子间以分子间作用力结合。分子间作用力比较弱，断裂比较容易，所以它的熔点、沸点低。而二氧化硅晶体是原子晶体，原子间以强的共价键结合。断裂需要消耗很多的能量。所以使物质融化或气化需要消耗很多能量。故溶沸点高。因此CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低。正确。（2）Mn元素是25号元素，其核外电电子排布1s22s22p63s23p63d54s2. 价电子排布式为3d54s2. 气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，是因为Mn2＋价电子排布式为3d5.处于半充满的稳定状态。若Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满的稳定状态转变为不稳定的3d4状态。而气态Fe2＋再失去一个电子，由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半充满的稳定状态。（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，其中Ti属于d区。Ti：8×1/8+1=2;O:4×1/2+2=4;Ti:O=2:3=1:2.所以该晶体的化学式是TiO2  。。ρ·b3=(2×80)÷NA.解得ρ= 160/( NA·b3) . （5）① 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 与CNO－互为等电子体微粒的化学式为CO2（N2O）、SCN。③氰酸的结构式N≡C—O—H。

考点：考查Fe Ti等过渡元素的原子结构、晶体结构及有关计算等的知识。