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个键和1个大键，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：

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）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；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）26 （4）d （5） TiO2 （6）①H＜C＜N＜O（1分）

②CO2、N2O、SCN－等任填一个（1分） ③ N≡C—O—H（1分）

【解析】

试题分析：（1）A、由于氧元素的电负性大，所以CH2O与水分子间能形成氢键，A正确；B、CH2O分子是平面型结构，中心原子碳原子是sp2杂化，CO2分子是直线型结构，中心原子碳原子采用sp杂化，B不正确；C、C6H6结构是正六边形结构，属于非极性分子。C6H6分子中碳原子是sp2杂化，其中每个碳原子与碳原子形成2个σ键，与氢原子形成1个σ键，所以共含有12个σ键和1个大π键，C不正确；D、CO2晶体是分子晶体，而二氧化硅晶体是原子晶体，所以CO2的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，D正确，答案选AD。

（2）Mn是25号元素，则根据核外电子排布规律可知，Mn元素价电子排布式为3d54s2；由于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。），所以气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。

（3）铁的核外电子数是26，则铁原子核外有26种运动状态不同的电子。

（4）区的名称来自于按照构造原理最后填入电子的轨道名称，Ti是22号元素，其价电子排布式为3d24s2，所以Ti元素位于d去。

（5）根据晶胞结构可知，氧原子位于面心处与晶胞内，Ti原子位于顶点处和体心处，所以根据均摊原理可知，结构中氧原子的个数＝4×＋2＝4个，Ti原子个数＝1＋8×＝2，所以化学式为TiO2。

（6）①非金属性越强，电负性越小。因此同周期自左向右电负性逐渐增大，则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价电子数与原子数分别都相等的互为等电子体，则与CNO－互为等电子体微粒的化学式为CO2（N2O）、SCN－等。

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，因此分子中C与N形成三键，其余均是单键，所以氰酸的结构式N≡C—O—H。

【考点定位】本题主要是考查电负性、共价键、分子极性、晶体性质、核外电子排布、晶胞结构以及等电子体等

【名师点晴】晶胞中微粒的计算方法——均摊法