题目内容

3.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AC.(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.CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低
(2)根据元素原子的外围电子排布的特征,Ti属于元素周期表的d区.
(3)Ti的一种氧化物X,其晶胞结构如图所示,则X的化学式为TiO2.已知晶胞边长为bcm,阿伏伽德罗常数为NA该氧化物的密度为$\frac{160}{N{\;}_{A}•b{\;}^{3}}$g/cm-3(其中Ti的相对原子质量为48)
(4)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,苯中碳碳键含有6个σ键;
(2)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;
(3)晶胞中原子个数的计算,每个晶胞中含有钛原子数为2,氧原子数为4,可确定化学式为TiO2,根据$ρ=\frac{m}{V}$计算密度;
(4)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中甲醛中含有羟基,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;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C正确;
故答案为:A C;
(2)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;
(3)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,已知晶胞边长为bcm,阿伏伽德罗常数为NA,所以TiO2的密度为$\frac{\frac{2×48+4×16}{N{\;}_{A}}}{b{\;}^{3}}$g/cm3=$\frac{160}{N{\;}_{A}•b{\;}^{3}}$g/cm3,
故答案为:TiO2;$\frac{160}{N{\;}_{A}•b{\;}^{3}}$;
(4)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.

练习册系列答案
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18.硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等.有关物质的部分性质如表:
物质熔点/℃沸点/℃其它性质
SO2Cl2-54.169.1①易水解,产生大量白雾
②易分解:SO2Cl2$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$SO2↑+Cl2↑
H2SO410.4338吸水性且不易分解
实验室用干燥而纯净的二氧化硫和氯气合成硫酰氯,装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题:
(1)仪器A冷却水的进口为a(填“a”或“b”).
(2)仪器B中盛放的药品是碱石灰.
(3)实验时,装置丁中发生反应的离子方程式为ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O.
(4)装置丙的作用为除去Cl2中的HCl,若缺少装置乙,则硫酰氯会水解,该反应的化学方程式为SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl.
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①从分解产物中分离出硫酰氯的方法是蒸馏.
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