题目内容
5.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AD.(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σ键和1个大π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 |
(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.
(4)Ti的一种氧化物X,其晶胞结构如上图所示,则X的化学式为TiO2.
(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H<C<N<O.
②与CNO-互为等电子体微粒的化学式为CO2或N2O或SCN-(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N≡C-O-H.
分析 (1)分子中含有羟基,与水可以形成氢键,二氧化碳为sp杂化,苯中含有12个σ键,二氧化碳是分子晶体,二氧化硅是原子晶体;
(2)d电子半充满比较稳定,锰价电子排布为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,而铁价电子排布为3d64s2,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,气态Mn2+失去一个电子比气态Fe2+失去一个电子难;
(3)元素周期表根据元素原子的外围电子排布的特征分成五个区域,s区、p区、d区、ds区、f区,s区为第ⅠA、ⅡA族,p区为第ⅢA到零族,d区包括从第ⅢB族到八族,ds区为第ⅠB、ⅡB族,f区为镧系和锕系;
(4)利用均摊法计算;
(5)①同周期从左向右,电负性逐渐增大,故电负性大小可以判断;
②等电子体为电子数相等,CNO-电子数为22,故与CNO-互为等电子体微粒的化学式CO2、N2O、SCN-等;
③碳为四配位,氮为三配位,氧为两配位,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.
解答 解:(1)A.甲醛中含有羟基,与水可以形成氢键,故A正确;
B.二氧化碳为sp杂化,故B错误;
C.苯中含有12个σ键,故C错误;
D.常温下二氧化碳为气体,二氧化硅为固体,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)25号元素锰,价电子个数为25-18=7,价电子排布为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,而铁为26号元素,价电子排布为3d64s2,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,故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难;
故答案为: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)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,s区、d区、ds区、p区、f区,s区为第ⅠA、ⅡA族,p区为第ⅢA到零族,d区包括从第ⅢB族到八族,ds区为第ⅠB、ⅡB族,f区为镧系和锕系,其中钛位于第ⅣB族,属于d区;
故答案为:d;
(4)每个晶胞中含有钛原子数为8×0.125+1=2,氧原子数为4×0.5+2=4,故化学式为TiO2,
故答案为:TiO2;
(5)①氢位于第一周期,碳、氮、氧元素位于第二周期,同周期从左向右,电负性逐渐增大,故电负性大小为H<C<N<O,
故答案为:H<C<N<O;
②CNO-电子数为22,等电子体为电子数相等,故与CNO-互为等电子体微粒的化学式CO2、N2O、SCN-等,
故答案为:CO2或N2O或SCN-;
③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,碳为四配位,氮为三配位,氧为两配位,故N≡C-O-H,
故答案为:N≡C-O-H.
点评 本题考查了物质结构和性质,题目比较综合,侧重对物质结构主干知识的考查,涉及氢键、电子排布、分子结构与性质、晶体类型与性质、晶胞计算等,需要学生具备知识的基础,难度中等.
A. | 将铁屑、溴水、苯混合制溴苯 | |
B. | 可用甲烷与氯气光照的方法制取纯净的一氯甲烷 | |
C. | 用紫色石蕊试液检验苯酚溶液的弱酸性 | |
D. | 可以用苯、浓硝酸和浓硫酸水浴加热制硝基苯 |
注意:①划线的空不必填写;②发生离子反应的必须写离子方程式.
物质 | 所用试剂 (填化学式) | 主要除杂方法 | 反应方程式 |
Cu(Zn) | |||
H2(CO2) | |||
I2(H2O) | / | ||
KNO3(NaCl) | / | / | |
乙醇(水) | CaO |
A. | 用燃着的木条区分氧气和二氧化碳 | |
B. | 用盐酸除去石灰水中的少量CaCO3 | |
C. | 用盐酸除去铁钉表面的少量铁锈 | |
D. | 用盐酸验证敞口放置的NaOH溶液已变质 |
污染物/g•km-1 | 速率/km•h-1 | ||
50 | 80 | 120 | |
一氧化碳 | 8.7 | 5.4 | 9.6 |
氮的氧化物 | 0.6 | 1.5 | 3.8 |
碳氢化合物 | 0.7 | 0.6 | 0.8 |
A. | 汽车行驶时,污染物中CO含量最高 | |
B. | 汽车速率为120km•h-1时,污染最严重 | |
C. | 从环保角度考虑,最合适的汽车速率为50km•h-1 | |
D. | 汽车速率增大时,产生的氮的氧化物也随之增多 |
A. | c(OH-)>c(H+)>c(B+)>c(A-) | B. | c(B+)=c(A-) c(H+)>c(OH-) | ||
C. | c(B+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) | D. | c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-) |
A. | 2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑ | |
B. | 2KMnO4+3H2O2+3H2SO4═2K2SO4+2MnSO4+4O2↑+6H2O | |
C. | 5KI+KIO3+6HCl═6KCl+3I2+3H2O | |
D. | 4HCl(浓)+MnO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑ |