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．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

 

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

 

．已知晶胞边长为bcm，阿伏伽德罗常数为N_A该氧化物的密度为

 

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

 

．
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

考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,结构式,元素电离能、电负性的含义及应用,“等电子原理”的应用,晶胞的计算

专题：

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=

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N_A，所以TiO₂的密度为

2×48+4×16 NA

b3

g/cm³=

160

NA?b3

g/cm³，
故答案为：TiO₂；

160

NA?b3

；
（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．