Question

第四周期過渡元素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個鍵和1個大鍵，C₆H₆是非極性分子

D．CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低

（2）Mn和Fe的部分電離能數據如下表：

元    素	Mn	Fe
電離能 /kJ·mol－1	I1	717	759
I2	1509	1561
I3	3248	2957

Mn元素價電子排布式為           ，氣態Mn^2＋再失去一個電子比氣態Fe^2＋再失去一個電子難，其原因是                                      。

（3）根據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區域，其中Ti屬于　　　　區。

（4）Ti的一種氧化物X，其晶胞結構如圖所示，則X的化學式為             。已知晶胞邊長為bcm，阿伏伽德羅常數為N_A該氧化物的密度為__________________g/cm^-3

（5）電鍍廠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^－繼續被NaClO氧化成N₂和CO₂。

①H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為                    。

②與CNO^－互為等電子體微粒的化學式為           （寫出一種即可）。

③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氰酸（HNCO）互為同分異構體，其分子內各原子最外層均已達到穩定結構，試寫出氰酸的結構式       　 。

 

Answer 1

【答案】

（1）AD （2）3d⁵4s²   Mn^2＋轉化為Mn^3＋時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿狀態轉變為不穩定的3d⁴狀態（或Fe^2＋轉化為Fe^3＋時，3d能級由不穩定的3d⁶狀態轉變為較穩定的3d⁵半充滿狀態。）（3）d區 

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

【解析】

試題分析：（1）A.由于CH₂O分子和H₂O中O原子的電負性大，原子半徑小，所以它們之間能形成氫鍵。正確。B. CH₂O和CO₂分子中的中心原子前者采用sp²雜化，后者采用sp雜化。錯誤。C．C₆H₆分子中的碳原子與碳原子之間含有6個σ鍵和1個大鍵，。碳原子與氫原子之間形成的也是σ鍵。化學鍵與化學鍵之間的夾角是120度。整個分子中各個化學鍵排列對稱，電荷分布均勻。C₆H₆是非極性分子。錯誤。D．CO₂晶體是分子晶體，分子間以分子間作用力結合。分子間作用力比較弱，斷裂比較容易，所以它的熔點、沸點低。而二氧化硅晶體是原子晶體，原子間以強的共價鍵結合。斷裂需要消耗很多的能量。所以使物質融化或氣化需要消耗很多能量。故溶沸點高。因此CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低。正確。（2）Mn元素是25號元素，其核外電電子排布1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s². 價電子排布式為3d⁵4s². 氣態Mn^2＋再失去一個電子比氣態Fe^2＋再失去一個電子難，是因為Mn^2＋價電子排布式為3d⁵.處于半充滿的穩定狀態。若Mn^2＋轉化為Mn^3＋時，3d能級由較穩定的3d⁵半充滿的穩定狀態轉變為不穩定的3d⁴狀態。而氣態Fe^2＋再失去一個電子，由Fe^2＋轉化為Fe^3＋時，3d能級由不穩定的3d⁶狀態轉變為較穩定的3d⁵半充滿的穩定狀態。（3）根據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區域，其中Ti屬于d區。Ti：8×1/8+1=2;O:4×1/2+2=4;Ti:O=2:3=1:2.所以該晶體的化學式是TiO_{2  。}。ρ·b³=(2×80)÷N_A.解得ρ= 160/( N_A·b³) ^. （5）① H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為H＜C＜N＜O；② 與CNO^－互為等電子體微粒的化學式為CO₂（N₂O）、SCN。③氰酸的結構式N≡C—O—H。

考點：考查Fe Ti等過渡元素的原子結構、晶體結構及有關計算等的知識。