Question

（1）氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多．
①氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr₂O₃、CrO₃、CrO₅等．其中CrO₅的结构式如图所示，请写出该物质中铬元素的化合价为

 

，标有“*”的氧原子的化合价为

 

．
②氧元素可以和氢元素形成原子个数比为1：1的分子，该物质在酸性条件下与Fe²⁺发生反应的离子方程式为

 

．
③氧元素还可以形成多种离子，在NO₂⁺中氮原子轨道杂化类型是

 

．
（2）请回答下列问题：
①解释CO₂为直线形分子的原因

 

．
②为减少温室效应，科学家设计反应：CO₂+4H₂═CH₄+2H₂O以减小空气中CO₂．若有1mol CH₄生成，则有

 

mol π键断裂．CH₄失去氢负离子形成CH₃⁺（甲基正离子），则CH₃⁺的空间构型是

 

．
③甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是

 

．
（3）下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图（未按顺序排序）．与冰的晶体结构相符的是

 

（请用相应的编号填写）．

Answer 1

分析：（1）①根据过氧化铬的结构简式可知存在过氧键、Cr-O键、Cr=O来分析；
②氧元素可以和氢元素形成原子个数比为1：1的分子是过氧化氢，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
③NO₂⁺离子与CO₂为等电子体，二者具有相同的结构；
（2）①中心原子碳是sp，两个杂化轨道分别被两碳氧σ键所占据；
②由反应方程式可知1mol CH₄生成，消耗2mol的二氧化碳，则有2mol的π键断裂，中心原子价电子对数为

4-1+3

2

=3，所以杂化方式为sp²；
③甲醇和甲醛均由分子构成，分子间作用力决定两者的沸点的高点；
（3）冰属于分子晶体，利用晶胞图来判断晶体的构成微粒，以此来分析．

解答：解：（1）根据过氧化铬的结构简式可知一个铬与五个氧形成形成六个铬氧极性共价键，共用电子对偏向都偏向氧，所以呈+6，结构式中存在过氧键、Cr-O键、Cr=O，在4个Cr-O键中O为-1价，在Cr=O键注重O为-2价，故答案为：+6；-1；
②氧元素可以和氢元素形成原子个数比为1：1的分子是过氧化氢，过氧化氢是氧化剂，亚铁离子是还原剂，反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
③CO₂中C原子与氧原子之间形成C=O是，成2个σ键、不含孤对电子，碳原子采取sp杂化，NO₂⁺离子与CO₂为等电子体，具有相同的结构，故N原子也采取sp杂化，
故答案为：sp；
（2）①中心原子碳是sp，两个杂化轨道分别被两碳氧σ键所占据，分子立体构型为直线型，故答案为：中心原子碳的杂化方式为sp，键角为180⁰；
②由反应方程式可知1mol CH₄生成，消耗2mol的二氧化碳，则有2mol的π键断裂，中心原子价电子对数为

4-1+3

2

=3，所以杂化方式为sp²，故答案为：2；平面三角形；
③甲醇分子间形成了氢键，而甲醛分子间为范德华力，导致甲醇分子间的作用力大于甲醛分子间的作用力，所以甲醇沸点高于甲醛，
故答案为：甲醇分子间形成了氢键，而甲醛分子间为范德华力，导致甲醇分子间的作用力大于甲醛分子间的作用力，所以甲醇沸点高于甲醛；
（3）冰属于分子晶体，由晶胞图可知，B为干冰的晶胞图，构成微粒为分子，C为碘的晶胞图，构成微粒为碘分子，则与冰的晶体类型相同的是BC，故答案为：BC．

点评：本题考查元素周期表及元素周期律、化学键、化学反应方程式的书写、晶体类型与熔沸点高低判断等，学生注意利用信息和所学知识结合即可解答，难度不大．