Question

过渡金属元素氧化物的应用研究是目前科学研究的前沿之一，试回答下列问题：
Ⅰ、二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水，达到无害化．有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是

 

．
A．苯与B₃N₃H₆互为等电子体
B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp²杂化
C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键
Ⅱ、2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝?费尔和德国科学家彼得?格林贝格尔共同获得，以表彰他们在巨磁电阻效应（CMR效应）研究方面的成就．某钙钛型复合氧化物（如图1），以A原子为晶胞的顶点，A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb，当B位是V、Cr、Mn、Fe时，这种化合物具有CMR效应．
（1）用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式：

 

．
（2）已知La为+3价，当被钙等二价元素A替代时，可形成复合钙钛矿化合物La_1-xA_xMnO₃，（x＜0.1），此时一部分锰转变为+4价．导致材料在某一温度附近有反铁磁-铁磁、铁磁-顺磁转变及金属-半导体的转变，则La_1-xA_xMnO₃中三价锰与四价锰的物质的量之比为：

 

．（用含x的代数式表示）
（3）Mn的核外电子排布式为：

 

．
（4）下列有关说法正确的是

 

．
A．镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B．氧的第一电离能比氮的第一电离能大
C．锰的电负性为1.59，Cr的电负性为1.66，说明锰的金属性比铬强
D．铬的堆积方式与钾相同，则其堆积方式如图2：

Answer 1

考点：晶胞的计算,原子核外电子排布,“等电子原理”的应用,金属晶体的基本堆积模型,极性分子和非极性分子,原子轨道杂化方式及杂化类型判断

专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构

分析：ⅠA．苯与B₃N₃H₆价电子总数相等，原子数也相等互为等电子体；
B．苯、二氧化碳分子的空间结构对称属于是非极性分子，水和甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子；
C．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp²杂化；
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，分子间作用力较大；
Ⅱ（1）利用均摊法计算晶体的化学式；
（2）根据化合价代数和为0的原则计算；
（3）Mn的原子序数为27，根据核外电子排布规律写出核外电子排布式；
（4）A．根据金属在周期表中的位置判断；
B．CaO为离子晶体；
C．元素的电负性越强，金属性越弱；
D．图中堆积方式为镁型．

解答： 解：Ⅰ、A．苯与B₃N₃H₆价电子总数相等，原子数也相等互为等电子体，故A正确；
B．苯、二氧化碳分子的空间结构对称属于是非极性分子，水和甲醛分子的空间结构不对称属于极性分子，故B正确；
C．甲醛、苯分子中碳原子均含有3个δ键，没有孤对电子，采用sp²杂化，故C正确；
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间能形成氢键，故D正确；
故答案为：ABCD；
Ⅱ、（1）由图1可知，晶胞中A位于顶点，晶胞中含有A为8×

1

8

=1个，B位于晶胞的体心，含有1个，O位于面心，晶胞中含有O的个数为6×

1

2

=3，则化学式为ABO₃，
故答案为：ABO₃；
（2）设La_1-xA_xMnO₃中三价锰与四价锰的物质的量分别为m和n，则有

3(1-x)+2x+3m+4n=6 m+n=1

解之得m=1-x，n=x，则La_1-xA_xMnO₃中三价锰与四价锰的物质的量之比为

1-x

x

，
故答案为：

1-x

x

；
（3）Mn的原子序数为27，核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²；
 （4）A．由金属在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区，故A正确；
B．O、N元素都是第二周期非金属元素，同一周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级是半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故B错误；
C．元素的电负性越强，金属性越弱，故C正确；
D．图中堆积方式为镁型，故D错误．
故答案为：AC．

点评：本题考查较为综合，主要考查了等电子体、分子的极性、氢键、原子的杂化、第一电离能、电负性等知识点，题目难度较大，注意利用均摊法计算晶胞的构成，易错点为（2），注意利用化合价代数和为零的原则计算．