Question

【题目】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.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表：

元素		Mn	Fe
电离能 /kJmol﹣1	I1	717	759
	I2	1509	1561
	I3	3248	2957

Mn元素价电子排布式为 ， 气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难，其原因是 ．
（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 ．

（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 ．
①与CNO﹣互为等电子体微粒的化学式为（写出一种即可）．
②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

【答案】
（1）D
（2）3d54s2；由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少
（3）TiO2
（4）CO2；N≡C﹣O﹣H
【解析】解：（1）A．A中甲醛中含有羟基，与水可以形成氢键，故A正确； B．HCHO分子中C原子采用sp2杂化，但二氧化碳分子中C原子为sp杂化，故B错误；C．C2H2是直线型对称结构，为非极性分子，但苯中碳碳键含有6个σ键，每个碳氢键含有一个σ键，苯分子中一共含有12个，故C错误； D．二氧化碳晶体是分子晶体，二氧化硅晶体是原子晶体，所以CO2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低，故D正确，所以答案是：AD；（2）Mn元素的原子序数是24号元素，其原子核外有24个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2 ， 其价电子排布式为3d54s2；Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少，所以答案是：3d54s2；由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+到Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少；
（3）每个晶胞中含有钛原子数为8× +1=2，氧原子数为4× +2=4，故氧化物化学式为TiO2 ， 所以答案是：TiO2；
（5）①CNO﹣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，所以答案是：CO2；②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，所以答案是：N≡C﹣O﹣H．