Question

9．（1）Ⅰ．短周期某主族元素M的电离能情况如图（A）所示．则M元素位于周期表的第IIA族．

Ⅱ．图B折线c可以表达出第IA族元素氢化物的沸点的变化规律．两位同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线a和b，你认为正确的是：b（填“a”或“b”）
Ⅲ．部分有机物的熔沸点见下表：

烃	CH4	CH3CH3	CH3（CH2）2CH3	硝基苯酚
沸点/℃	-164	-88.6	-0.5	熔点/℃	45	96	114

根据物质结构理论，由这些数据你能得出的相关结论是（至少写2条）：
有机物相对分子质量越大，分子间作用力越强，故沸点越高，当有机物能形成分子内氢键时，分子间作用力减弱，熔点变低；当分子间能形成氢键时，分子间作用力增强，熔点升高．
（2）COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化成键；其中碳氧原子之间共价键含有c（填字母）：
a．2个σ键；b．2个π键；c．1个σ键．1个π键．
（3）金属是钛（₂₂Ti） 将是继铜．铁．铝之后人类广泛使用的第四种金属，试回答：
Ⅰ．Ti元素的基态原子的价电子层排布式为3d²4s²；
Ⅱ．已知Ti³⁺可形成配位数为6的配合物．现有紫色和绿色两种含钛晶体，其组成均为TiCl₃•6H₂O．为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：a．分别取等质量的两种晶体的样品配成溶液；b．向两种溶液中分别滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀；c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量发现产生的沉淀质量关系为：绿色晶体为紫色晶体的$\frac{2}{3}$．则绿色晶体配合物的化学式为[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

Answer 1

分析 （1）I．原子的电离能越大，表示越难失去电子，故化合价也较低，一般来说，元素的电离能按照第一、第二…的顺序逐渐增加，如果突然增加的比较多，电离的难度增大，这里就是元素的通常的化合价；
II．根据相对分子质量与物质熔沸点的关系以及氢键的存在对物质性质的影响判断；
III．由表中数据可知，从左到右由烷烃机物的相对分子质量逐渐增大，沸点逐渐升高，硝基苯酚中官能团的相对位置不同，熔点不同，结合氢键对物质的物理性质的影响解答该题；
（2）COCl₂俗称光气，分子中C原子采取sp²杂化成键，C原子与氯原子之间形成C-Cl单键，故C原子与O原子之间形成C=O双键，双键中含有1个σ键、1个π键，据此分析解答；
（3）I．根据钛元素在周期表中的原子序数以及其原子结构来确定位置、基态原子的电子排布式；
II．Ti³⁺的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子．

解答 解：（1）I．短周期某主族元素M的第一、第二电离能之间变化不大，第三电离能剧增，且第一电离能很低，说明该元素原子很难失去第三个电子，最高化合价为+2，应为第IIA族元素，
故答案为：IIA；
II．在ⅣA～ⅦA中的氢化物里，由于N、O、F电负性大，NH₃、H₂O、HF因在分子间存在多条结合力较大的氢键，总强度远远大于分子间作用力，故沸点高于同主族其它元素氢化物的沸点，只有ⅣA族元素氢化物不存在反常现象，
故答案为：IVA；b；
III．由表中数据可知，从左到右由烷烃机物的相对分子质量逐渐增大，沸点逐渐升高；
硝基苯酚有三种同分异构体，其中邻位形成分子内氢键，熔点最低，对位形成分子间氢键，作用力最强，熔点最高，
故答案为：有机物相对分子质量越大，分子间作用力越强，故沸点越高；当有机物能形成分子内氢键时，分子间作用力减弱，熔点变低；当分子间能形成氢键时，分子间作用力增强，熔点升高；
（2）COCl₂分子的结构式为：，COCl₂分子中C原子与Cl原子以单键相结合，与O原子以双键相结合，C=O键中含有1个δ键，1个π键，则COCl₂分子内含有3个σ键、1个π键，所以C原子为sp²杂化，
故答案为：sp²；c；
（3）I．钛元素在周期表中的原子序数为22，位于第四周期第IVB族，基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3S²3p⁶3d²4s²（或[Ar]3d²4s²），₂₂Ti元素基态原子的价电子层排布式为3d²4s²；
故答案为：3d²4s²；
Ⅱ．Ti³⁺的配位数均为6，往待测溶液中滴入AgNO₃溶液，均产生白色沉淀，则有氯离子在配合物的外界，两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现原绿色晶体的水溶液与AgNO₃溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的$\frac{2}{3}$，可知紫色晶体中含3个氯离子，绿色晶体中含2个氯离子，即绿色晶体的化学式为：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O，
故答案为：[TiCl（H₂O）₅]Cl₂•H₂O．

点评 本题配合物成键情况及物质结构与性质等知识，题目难度中等，注意掌握配合物成键情况、化学键类型及原子轨道杂化方式、有机物结构与性质等知识，试题侧重考查学生运用所学知识对图表、图象分析、理解能力．