Question

9．（1）Ⅰ．短周期某主族元素M的電離能情況如圖（A）所示．則M元素位于周期表的第IIA族．

Ⅱ．圖B折線c可以表達出第IA族元素氫化物的沸點的變化規律．兩位同學對某主族元素氫化物的沸點的變化趨勢畫出了兩條折線a和b，你認為正確的是：b（填“a”或“b”）
Ⅲ．部分有機物的熔沸點見下表：

烴	CH4	CH3CH3	CH3（CH2）2CH3	硝基苯酚
沸點/℃	-164	-88.6	-0.5	熔點/℃	45	96	114

根據物質結構理論，由這些數據你能得出的相關結論是（至少寫2條）：
有機物相對分子質量越大，分子間作用力越強，故沸點越高，當有機物能形成分子內氫鍵時，分子間作用力減弱，熔點變低；當分子間能形成氫鍵時，分子間作用力增強，熔點升高．
（2）COCl₂俗稱光氣，分子中C原子采取sp²雜化成鍵；其中碳氧原子之間共價鍵含有c（填字母）：
a．2個σ鍵；b．2個π鍵；c．1個σ鍵．1個π鍵．
（3）金屬是鈦（₂₂Ti） 將是繼銅．鐵．鋁之后人類廣泛使用的第四種金屬，試回答：
Ⅰ．Ti元素的基態原子的價電子層排布式為3d²4s²；
Ⅱ．已知Ti³⁺可形成配位數為6的配合物．現有紫色和綠色兩種含鈦晶體，其組成均為TiCl₃•6H₂O．為測定這兩種晶體的化學式，設計了如下實驗：a．分別取等質量的兩種晶體的樣品配成溶液；b．向兩種溶液中分別滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀；c．沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量發現產生的沉淀質量關系為：綠色晶體為紫色晶體的$\frac{2}{3}$．則綠色晶體配合物的化學式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

Answer 1

分析 （1）I．原子的電離能越大，表示越難失去電子，故化合價也較低，一般來說，元素的電離能按照第一、第二…的順序逐漸增加，如果突然增加的比較多，電離的難度增大，這里就是元素的通常的化合價；
II．根據相對分子質量與物質熔沸點的關系以及氫鍵的存在對物質性質的影響判斷；
III．由表中數據可知，從左到右由烷烴機物的相對分子質量逐漸增大，沸點逐漸升高，硝基苯酚中官能團的相對位置不同，熔點不同，結合氫鍵對物質的物理性質的影響解答該題；
（2）COCl₂俗稱光氣，分子中C原子采取sp²雜化成鍵，C原子與氯原子之間形成C-Cl單鍵，故C原子與O原子之間形成C=O雙鍵，雙鍵中含有1個σ鍵、1個π鍵，據此分析解答；
（3）I．根據鈦元素在周期表中的原子序數以及其原子結構來確定位置、基態原子的電子排布式；
II．Ti³⁺的配位數均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子．

解答 解：（1）I．短周期某主族元素M的第一、第二電離能之間變化不大，第三電離能劇增，且第一電離能很低，說明該元素原子很難失去第三個電子，最高化合價為+2，應為第IIA族元素，
故答案為：IIA；
II．在ⅣA～ⅦA中的氫化物里，由于N、O、F電負性大，NH₃、H₂O、HF因在分子間存在多條結合力較大的氫鍵，總強度遠遠大于分子間作用力，故沸點高于同主族其它元素氫化物的沸點，只有ⅣA族元素氫化物不存在反常現象，
故答案為：IVA；b；
III．由表中數據可知，從左到右由烷烴機物的相對分子質量逐漸增大，沸點逐漸升高；
硝基苯酚有三種同分異構體，其中鄰位形成分子內氫鍵，熔點最低，對位形成分子間氫鍵，作用力最強，熔點最高，
故答案為：有機物相對分子質量越大，分子間作用力越強，故沸點越高；當有機物能形成分子內氫鍵時，分子間作用力減弱，熔點變低；當分子間能形成氫鍵時，分子間作用力增強，熔點升高；
（2）COCl₂分子的結構式為：，COCl₂分子中C原子與Cl原子以單鍵相結合，與O原子以雙鍵相結合，C=O鍵中含有1個δ鍵，1個π鍵，則COCl₂分子內含有3個σ鍵、1個π鍵，所以C原子為sp²雜化，
故答案為：sp²；c；
（3）I．鈦元素在周期表中的原子序數為22，位于第四周期第IVB族，基態原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²（或[Ar]3d²4s²），₂₂Ti元素基態原子的價電子層排布式為3d²4s²；
故答案為：3d²4s²；
Ⅱ．Ti³⁺的配位數均為6，往待測溶液中滴入AgNO₃溶液，均產生白色沉淀，則有氯離子在配合物的外界，兩份沉淀，經洗滌干燥后稱量，發現原綠色晶體的水溶液與AgNO₃溶液反應得到的白色沉淀質量為紫色晶體的水溶液反應得到沉淀質量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶體中含3個氯離子，綠色晶體中含2個氯離子，即綠色晶體的化學式為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，
故答案為：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

點評 本題配合物成鍵情況及物質結構與性質等知識，題目難度中等，注意掌握配合物成鍵情況、化學鍵類型及原子軌道雜化方式、有機物結構與性質等知識，試題側重考查學生運用所學知識對圖表、圖象分析、理解能力．