【題目】氮化鈦(Ti3N4)為金黃色晶體,由于具有令人滿意的仿金效果,越來越多地成為黃金的代替品。以TiCl4為原料,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以制得Ti3N4和納米TiO2(如圖1)。

圖中的M是短周期金屬元素,M的部分電離能如表:

I1

I2

I3

I4

I5

電離能/(kJ/mol)

738

1451

7733

10540

13630

請回答下列問題:

(1)Ti的基態(tài)原子外圍電子排布式為________________。

(2)M________(填元素符號),該金屬晶體的堆積模型為六方最密堆積,配位數(shù)為____。

(3)納米TiO2是一種應(yīng)用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個實例如圖2所示;衔锛椎姆肿又胁扇sp2方式雜化的碳原子有________個,化合物乙中采取sp3方式雜化的原子3對應(yīng)的元素的電負(fù)性由大到小的順序為________________。

(4)有一種氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似,如圖3所示,該晶胞中N、Ti之間的最近距離為a pm,則該氮化鈦的密度為________________g/cm3 (NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只列計算式)。該晶體中與氮原子距離相等且最近的氮原子有________個。

(5)科學(xué)家通過X-射線探明KClMgO、CaO、TiN的晶體與NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似。且知三種離子晶體的晶格能數(shù)據(jù):

離子晶體

NaCl

KCl

CaO

晶格能/(kJ/mol)

786

715

3401

KCl、CaOTiN三種離子晶體熔點由高到低的順序為__________________。

【答案】3d24s2 Mg 12 7 O>N>C 12 TiN>CaO>KCl

【解析】

(1)Ti原子核外電子數(shù)為22,根據(jù)能量最低原理書寫;

(2)M是短周期金屬元素,M的第三電離能劇增,處于ⅡA族,能與TiCl4反應(yīng)置換出Ti,則MMg,Mg晶體屬于六方最密堆積,配位數(shù)為12;

(3)采取sp2雜化的碳原子價層電子對數(shù)是3,采取sp3雜化的原子價層電子對數(shù)是4,乙中采取sp3雜化的原子有C、N、O,同一周期元素中,元素的電負(fù)性隨著原子序數(shù)的增大;

(4)根據(jù)均攤法計算晶胞中Ti、N原子數(shù)目,進(jìn)而計算晶胞質(zhì)量,根據(jù)ρ=計算晶胞密度;以晶胞頂點N原子研究,與之距離相等且最近的N原子處于面心位置;

(5)由表中數(shù)據(jù)可知,離子半徑越小晶格能越大,離子帶電荷越大,晶格能越大,晶格能大,對應(yīng)的離子晶體的熔點就越高。

(1)Ti22號元素,原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d24s2,因此外圍電子排布式為3d24s2;

(2)M是短周期金屬元素,M的第三電離能劇增,處于ⅡA族,能與TiCl4反應(yīng)置換出Ti,則MMgMg晶體屬于六方最密堆積,配位數(shù)為12

(3)化合物甲的分子中采取sp2雜化的碳原子為苯環(huán)上的六個、羰基中的一個,共7個該C原子;

采取sp3雜化的原子價層電子對數(shù)是4,乙中采取sp3雜化的原子有C、NO,同一周期元素中,元素電負(fù)性隨著原子序數(shù)依次增加電負(fù)性逐漸增大,所以它們的電負(fù)性關(guān)系為:O>N>C;

(4)根據(jù)均攤法,可知該晶胞中N原子個數(shù)為:+8×=4,該晶胞中Ti原子個數(shù)為:1+12×=4,所以晶胞的質(zhì)量m=4× g,而晶胞的體積V=(2a×10-10)3cm3,所以晶體的密度ρ=g/cm3;以晶胞頂點N原子研究,與之距離相等且最近的N原子處于面心位置,每個頂點為8個晶胞共用。每個面為2個晶胞共用,故與之距離相等且最近的N原子為=12;

(5)離子晶體中,離子半徑越小,帶電荷數(shù)越多,晶格能越大,則晶體的熔沸點越高,則有TiN>CaO,由表中數(shù)據(jù)可知CaO>KCl,則三種晶體的晶格能由大到小的順序為:TiN>CaO>KCl,所以KCl、CaO、TiN三種離子晶體熔點由高到低的順序為TiN>CaO>KCl。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)實驗現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都一定正確的是(

選項

實驗操作

實驗現(xiàn)象

解釋或結(jié)論

A

某鉀鹽溶于鹽酸后,產(chǎn)生無色無味氣體,將其通入澄清石灰水

有白色沉淀出現(xiàn)

該鉀鹽是

B

將少量的溴水分別滴入溶液、溶液中,再分別滴加振蕩

下層分別呈無色和紫紅色

還原性:

C

將充滿的密閉玻璃球浸泡在熱水中

紅棕色變深

反應(yīng)

D

受熱分解產(chǎn)生的氣體通入某溶液

溶液變渾濁,繼續(xù)通入該氣體,渾濁消失

該溶液是溶液

A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】反應(yīng)mA(g)+nB(g)=eC(g)+fD(s) H。若按反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)比投料,在一定條件下進(jìn)行反應(yīng),該反應(yīng)達(dá)到平衡時C的氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是

A.該反應(yīng)的H >0

B.該化學(xué)方程式中m+n>e+f

C.加入催化劑可加快正反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率不變

D.往平衡后的恒壓容器中再充入一定量C,達(dá)到新平衡時,C的濃度與原平衡時的相同

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】短周期W、X、Y、Z、Q五種元素的原子序數(shù)依次遞增,WZ位于同一主族。已知W的氫化物可與Q單質(zhì)在光照條件下反應(yīng)生成多種化合物,且Y、Q形成一種共價化合物,X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物可與Y單質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生常見的還原性氣體單質(zhì)E。下列說法正確的是

A.XYQ對應(yīng)簡單離子的半徑逐漸減小

B.工業(yè)上可用電解X、Q元素組成的化合物的飽和溶液制備Q單質(zhì)

C.YQ形成的化合物是非電解質(zhì)

D.工業(yè)用WZ的最高價氧化物反應(yīng)制取Z單質(zhì),同時得到W的最高價氧化物

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某石油化工產(chǎn)品X的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖,下列判斷不正確的是(

A. X可以發(fā)生加聚反應(yīng)B. Y能與鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

C. ZCH3OCH3互為同分異構(gòu)體D. W的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOC2H5

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】近期科研人員發(fā)現(xiàn)磷酸氯喹等藥物對新型冠狀病毒肺炎患者療效顯著。磷酸氯喹中間體合成路線如下:

已知:Ⅰ.鹵原子為苯環(huán)的鄰對位定位基,它會使第二個取代基主要進(jìn)入它的鄰對位;硝基為苯環(huán)的間位定位基,它會使第二個取代基主要進(jìn)入它的間位。

. E為汽車防凍液的主要成分。

. 2CH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5+C2H5OH

請回答下列問題

(1)寫出B的名稱__________C→D的反應(yīng)類型為_____________ ;

(2)寫出E生成F的化學(xué)方程式___________________________

寫出H生成I的化學(xué)方程式__________________。

(3)1 mol J在氫氧化鈉溶液中水解最多消耗________mol NaOH。

(4)H有多種同分異構(gòu)體,其滿足下列條件的有_________(不考慮手性異構(gòu)),其中核磁共振氫譜峰面積比為1126的結(jié)構(gòu)簡式為___________。

①只有兩種含氧官能團(tuán)

②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

1 mol 該物質(zhì)與足量的Na反應(yīng)生成0.5 mol H2

(5)以硝基苯和2-丁烯為原料可制備化合物,合成路線如圖:

寫出PQ結(jié)構(gòu)簡式:P_______,Q________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于價電子排布式為3s23p4的粒子描述正確的是(

A.它的元素符號為O

B.它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4

C.它可與H2生成液態(tài)化合物

D.其電子排布圖為

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化鉻的化學(xué)式為 CrO5,從其結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)含有 2 個過氧鍵,結(jié)構(gòu)如圖, 下列說法不正確的是

A.CrO5可能具有強(qiáng)氧化性

B.CrO5 溶于水可能放出氧氣

C.CrO5 穩(wěn)定性較低,易分解

D.CrO5 Cr 的化合價為+10

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一種濃差電池如圖所示,陰、陽離子交換膜交替放置,中間的間隔交替充以河水和海水,選擇性透過ClNa+,在兩電極板形成電勢差,進(jìn)而在外部產(chǎn)生電流。下列關(guān)于該電池的說法正確的是( )

A.a電極為電池的正極,電極反應(yīng)為2H++2e═H2

B.C為陰離子交換膜,A為陽離子交換膜

C.負(fù)極隔室的電中性溶液通過陽極表面的還原作用維持

D.該電池的缺點是離子交換膜價格昂貴,優(yōu)點是電極產(chǎn)物有經(jīng)濟(jì)價值

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案