Question

（1）氧元素與多種元素具有親和力，所形成化合物的種類很多．
①氧元素和過渡元素可形成多種價態的金屬氧化物，如和鉻可生成Cr₂O₃、CrO₃、CrO₅等．其中CrO₅的結構式如圖所示，請寫出該物質中鉻元素的化合價為

 

，標有“*”的氧原子的化合價為

 

．
②氧元素可以和氫元素形成原子個數比為1：1的分子，該物質在酸性條件下與Fe²⁺發生反應的離子方程式為

 

．
③氧元素還可以形成多種離子，在NO₂⁺中氮原子軌道雜化類型是

 

．
（2）請回答下列問題：
①解釋CO₂為直線形分子的原因

 

．
②為減少溫室效應，科學家設計反應：CO₂+4H₂═CH₄+2H₂O以減小空氣中CO₂．若有1mol CH₄生成，則有

 

mol π鍵斷裂．CH₄失去氫負離子形成CH₃⁺（甲基正離子），則CH₃⁺的空間構型是

 

．
③甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是

 

．
（3）下列是鈉、碘、金剛石、干冰、氯化鈉晶體的晶胞圖（未按順序排序）．與冰的晶體結構相符的是

 

（請用相應的編號填寫）．

Answer 1

分析：（1）①根據過氧化鉻的結構簡式可知存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O來分析；
②氧元素可以和氫元素形成原子個數比為1：1的分子是過氧化氫，2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
③NO₂⁺離子與CO₂為等電子體，二者具有相同的結構；
（2）①中心原子碳是sp，兩個雜化軌道分別被兩碳氧σ鍵所占據；
②由反應方程式可知1mol CH₄生成，消耗2mol的二氧化碳，則有2mol的π鍵斷裂，中心原子價電子對數為

4-1+3

2

=3，所以雜化方式為sp²；
③甲醇和甲醛均由分子構成，分子間作用力決定兩者的沸點的高點；
（3）冰屬于分子晶體，利用晶胞圖來判斷晶體的構成微粒，以此來分析．

解答：解：（1）根據過氧化鉻的結構簡式可知一個鉻與五個氧形成形成六個鉻氧極性共價鍵，共用電子對偏向都偏向氧，所以呈+6，結構式中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個Cr-O鍵中O為-1價，在Cr=O鍵注重O為-2價，故答案為：+6；-1；
②氧元素可以和氫元素形成原子個數比為1：1的分子是過氧化氫，過氧化氫是氧化劑，亞鐵離子是還原劑，反應的離子方程式為2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
③CO₂中C原子與氧原子之間形成C=O是，成2個σ鍵、不含孤對電子，碳原子采取sp雜化，NO₂⁺離子與CO₂為等電子體，具有相同的結構，故N原子也采取sp雜化，
故答案為：sp；
（2）①中心原子碳是sp，兩個雜化軌道分別被兩碳氧σ鍵所占據，分子立體構型為直線型，故答案為：中心原子碳的雜化方式為sp，鍵角為180⁰；
②由反應方程式可知1mol CH₄生成，消耗2mol的二氧化碳，則有2mol的π鍵斷裂，中心原子價電子對數為

4-1+3

2

=3，所以雜化方式為sp²，故答案為：2；平面三角形；
③甲醇分子間形成了氫鍵，而甲醛分子間為范德華力，導致甲醇分子間的作用力大于甲醛分子間的作用力，所以甲醇沸點高于甲醛，
故答案為：甲醇分子間形成了氫鍵，而甲醛分子間為范德華力，導致甲醇分子間的作用力大于甲醛分子間的作用力，所以甲醇沸點高于甲醛；
（3）冰屬于分子晶體，由晶胞圖可知，B為干冰的晶胞圖，構成微粒為分子，C為碘的晶胞圖，構成微粒為碘分子，則與冰的晶體類型相同的是BC，故答案為：BC．

點評：本題考查元素周期表及元素周期律、化學鍵、化學反應方程式的書寫、晶體類型與熔沸點高低判斷等，學生注意利用信息和所學知識結合即可解答，難度不大．