题目内容

钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题：
（1）钛有两种原子，它们互称为____。元素在元素周期表中的位置是第_____周期，第____族；基态原子的电子排布式为_____；按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于_____区元素。
（2）偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示，它的化学式是______，

（3）氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金装饰的替代品。以TiCl4为原料，经过一系列反应，可以制Ti3N4和纳米TiO2
。
①Ti3N4中元素的化合价为_____。TiCl4分子中4个氯原子不在同一平面上，则TiCl4的空间构型为______。
②反应①为置换反应、该反应的化学方程式为______。
③纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO2催化的一个实例如下：

化合物甲的分子中采取杂化的碳原子个数为_____，化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为_____。
④有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该氮化钛晶胞中含有______个N原子，晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm，则该氮化钛的密度为______g． (NA为阿伏加德罗常数的数值，只列算式)。
（1）同位素  四    IVB   1s22s22p63s23p63d24s2    d；
（2）BaTiO3
（3）①+4 正四面体；② 2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2 ③7  N>O>C ；④4 

试题分析：（1）钛的这两种原子质子数相同，而中子数不同，使用属于同位素。22元素Ti在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣB。基态Ti原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2。按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于d区元素。（2）在每个偏钛酸钡晶体中晶胞中含有Ba:1;Ti：8×1/8="1;" O:12×1/4=3.所以偏钛酸钡的化学式是BaTiO3. （3）①根据在任何化合物中正负化合价的代数和为0的原则。可知：在Ti3N4中元素的化合价为Ti：+4价，N：-3价。由于在TiCl4中四个Cl原子不在一个平面内。则TiCl4的空间构型为 正四面体型。②TiCl4与Mg发生的是为置换反应，该反应的化学方程式为Mg+TiCl4Ti+2MgCl2。③在化合物中采用sp2杂化的碳原子有苯环上的6个C原子和羰基上的C原子，共有7个C原子。化合物乙中采取杂化的原子有C、N、O三个，当原子核外的电子处于全充满、半充满或全空时是稳定的状态，N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态。其余的则原子核外的电子数越多，原子越难失去电子。因此它们的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。④N原子在顶点和面心上，Ti在棱边上和体内。所以每个晶胞中含有的原子个数为：N：8×1/8+6×1/2=4;Ti:12×1/4+1=4.即每个晶胞内含有4个TiN。由晶胞图可知：晶胞的边长为2a×10-10cm.
练习册系列答案
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LED照明是我国制造业为人类做出的一大贡献。目前市售LED晶片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族下一周期的元素。砷化镓的晶胞结构如下图。试回答：

(1)镓的基态原子的电子排布式是__________。
(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为__________，与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为__________。
(3)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是__________。(用氢化物分子式表示)
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为__________。
(5)比较二者的第一电离能：As__________Ga(填“<”、“>”或“＝”)。
(6)下列说法正确的是__________(填字母)。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B．GaP与GaAs互为等电子体
C．电负性：As>Ga
D．砷化镓晶体中含有配位键
Ⅰ.金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。
(1)基态镍原子的价电子(外围电子)排布式为　               。 
(2)金属镍能与CO形成配合物Ni(CO)4,写出与CO互为等电子体的一种分子和一种离子的化学式　　　　、　　　　。 
(3)很多不饱和有机物在Ni催化下可与H2发生加成反应。
如①CH2CH2、②HC≡CH、③、④HCHO,其中碳原子采取sp2杂化的分子有       (填物质序号),HCHO分子的立体结构为　　　　形。 
(4)Ni2+和Fe2+的半径分别为69 pm和78 pm,则熔点NiO　　　　FeO(填“<”或“>”)。 
(5)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如左下图所示。该合金的化学式为　　　　　　　　　　　　。 
(6)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀,其结构如右下图所示。该结构中,除共价键外还存在配位键和氢键,请在图中用箭头和“…”表示出配位键和氢键。
硼元素在化学中有很重要的地位，硼及其化合物广泛应用于永磁材料、超导材料、富燃料材料、复合材料等高新材料领域。
（1）三氟化硼在常温常压下为具有刺鼻恶臭和强刺激性的无色有毒腐蚀性气体，其分子的立体构型为________，B原子的杂化类型为________。
（2）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。图（a）是磷化硼晶体的晶胞示意图，则磷化硼的化学式为________，该晶体的晶体类型是________。
（3）正硼酸（H3BO3）是一种片层状结构白色晶体，层内的H3BO3分子间通过氢键相连[如图（b）]。
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钾、镁、氟、硼等元素在每升海水中的含量都大于1毫克，属于海水中的常量元素。
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                                                    　。 
Ⅱ.第4周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
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(2)如图甲所示为二维平面晶体示意图,所表示的化学式为AX3的是　　　　。 

(3)图乙为一个铜晶胞,此晶胞立方体的边长为a cm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为　　　　mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
已知：A、B、C、D为周期表1～36号中的元素，它们的原子序数逐渐增大。A的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子相同；D的基态原子的M电子层上有4个未成对电子。
请回答下列问题：
（1）D是元素周期表中第________周期，第________族的元素；其基态原子的外围电子排布式为________。
（2）A、B、C、D四种元素中，电负性最大的是________（填元素符号）。
（3）由A、B、C形成的离子CAB－与AC2互为等电子体，则CAB－中A原子的杂化方式为________。B的氢化物的沸点远高于A的氢化物的沸点的主要原因是________________________________________________________________。
（4）D能与AC分子形成D（AC）5，其原因是AC分子中含有________________。D（AC）5常温下呈液态，熔点为－20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断D（AC）5晶体属于________（填晶体类型）。
（5）SiO2的晶胞可作如下推导：先将NaCl晶胞中的所有Cl－去掉，并将Na＋全部换成Si原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个Si原子便构成了晶体Si的一个晶胞。再在每两个相邻的Si原子（距离最近的两个Si原子）中心连线的中点处增添一个O原子，便构成了SiO2晶胞，故SiO2晶胞中有________个Si原子，________个O原子。
有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I1(a)<I1(c)<I1(b)且其中基态b原子的2p轨道处半充满状态，已知bc2+与ac2互为等电子体，d为周期表前四周期中电负性最小的元素，f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)
（1）写出bc2+的电子式__________，基态f原子的核外电子排布式为___________。
（2）b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物，其主要原因是                 。

（3）化合物甲由c、d两种元素组成，其晶胞如甲图，甲的化学式___________。
（4）化合物乙的部分结构如乙图，乙由a、b两元素组成，硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________________________，其硬度超过金刚石的原因是_________________________。
②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为___________________。
已知大多数含氧酸可用通式XOm(OH)n来表示，如X是S，则m=2，n=2，则这个式子就表示H2SO4。一般而言，该式中m大于等于2的是强酸，m为0的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是
A．H2SeO3 B．HMnO4C．H3BO3D．H3PO4

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