Question

3．第四周期過渡元素Mn、Fe、Ti可與C、H、O形成多種化合物．
（1）下列敘述正確的是AC．（填字母）
A．CH₂O與水分子間能形成氫鍵   B．CH₂O和CO₂分子中的中心原子均采用sp²雜化
C．CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低
（2）根據元素原子的外圍電子排布的特征，Ti屬于元素周期表的d區(qū)．
（3）Ti的一種氧化物X，其晶胞結構如圖所示，則X的化學式為TiO₂．已知晶胞邊長為bcm，阿伏伽德羅常數為N_A該氧化物的密度為$\frac{160}{N{\;}_{A}•b{\;}^{3}}$g/cm^-3（其中Ti的相對原子質量為48）
（4）電鍍廠排放的廢水中常含有劇毒的CN^-離子，可在X的催化下，先用NaClO將CN^-氧化成CNO^-，再在酸性條件下CNO^-繼續(xù)被NaClO氧化成N₂和CO₂．
①H、C、N、O四種元素的電負性由小到大的順序為H＜C＜N＜O．
②與CNO^-互為等電子體微粒的化學式為CO₂或N₂O或SCN^-（寫出一種即可）．
③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，它與異氰酸（HNCO）互為同分異構體，其分子內各原子最外層均已達到穩(wěn)定結構，試寫出氰酸的結構式N≡C-O-H．

Answer 1

分析 （1）分子中含有羥基，與水可以形成氫鍵，二氧化碳為sp雜化，苯中碳碳鍵含有6個σ鍵；
（2）元素周期表根據元素原子的外圍電子排布的特征分成五個區(qū)域，s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)，s區(qū)為第ⅠA、ⅡA族，p區(qū)為第ⅢA到零族，d區(qū)包括從第ⅢB族到八族，ds區(qū)為第ⅠB、ⅡB族，f區(qū)為鑭系和錒系；
（3）晶胞中原子個數的計算，每個晶胞中含有鈦原子數為2，氧原子數為4，可確定化學式為TiO₂，根據$ρ=\frac{m}{V}$計算密度；
（4）①同周期從左向右，電負性逐漸增大，故電負性大小可以判斷；
②等電子體為電子數相等，CNO^-電子數為22，故與CNO^-互為等電子體微粒的化學式CO₂、N₂O、SCN^-等；
③碳為四配位，氮為三配位，氧為兩配位，氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，且其分子內各原子最外層均已達到穩(wěn)定結構，故N≡C-O-H．

解答 解：（1）A中甲醛中含有羥基，與水可以形成氫鍵，故A正確；B二氧化碳為sp雜化，故B錯誤；常溫下二氧化碳為氣體，二氧化硅為固體，CO₂晶體的熔點、沸點都比二氧化硅晶體的低，故C正確；
故答案為：A C；
（2）根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區(qū)域，s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、p區(qū)、f區(qū)，s區(qū)為第ⅠA、ⅡA族，p區(qū)為第ⅢA到零族，d區(qū)包括從第ⅢB族到八族，ds區(qū)為第ⅠB、ⅡB族，f區(qū)為鑭系和錒系，其中鈦位于第ⅣB族，屬于d區(qū)； 
故答案為：d；
（3）每個晶胞中含有鈦原子數為8×0.125+1=2，氧原子數為4×0.5+2=4，故化學式為TiO₂，已知晶胞邊長為bcm，阿伏伽德羅常數為N_A，所以TiO₂的密度為$\frac{\frac{2×48+4×16}{N{\;}_{A}}}{b{\;}^{3}}$g/cm³=$\frac{160}{N{\;}_{A}•b{\;}^{3}}$g/cm³，
故答案為：TiO₂；$\frac{160}{N{\;}_{A}•b{\;}^{3}}$；
（4）①氫位于第一周期，碳、氮、氧元素位于第二周期，同周期從左向右，電負性逐漸增大，故電負性大小為H＜C＜N＜O，
故答案為：H＜C＜N＜O；
②CNO^-電子數為22，等電子體為電子數相等，故與CNO^-互為等電子體微粒的化學式CO₂、N₂O、SCN^-等，
故答案為：CO₂或N₂O或SCN^-；
③氰酸（HOCN）是一種鏈狀分子，且其分子內各原子最外層均已達到穩(wěn)定結構，碳為四配位，氮為三配位，氧為兩配位，故N≡C-O-H，故答案為：N≡C-O-H．

點評 本題考查了物質結構和性質，題目比較綜合，側重對物質結構主干知識的考查，涉及氫鍵、電子排布、分子結構與性質、晶體類型與性質、晶胞計算等，需要學生具備知識的基礎，難度中等．