题目内容

【题目】氮化钛广泛用于耐高温、耐磨损及航空航天等领域。一种氮化钛的制备反应为:6TiCl48NH3=6TiN24HClN2,回答下列问题:

1)钛在元素周期表中的位置为_____________,基态Ti原子价层电子的轨道表达式为________

2)氮可与其他元素形成正离子,如NH4Cl中的NH4+N2O5中的NO2+。组成这两种正离子的元素中第一电离能由小到大的顺序为____________NH4+的空间构型为___________NO2+中氮原子的杂化形式为_______,其中σ键与π键的数目比为_________

3)四氯化钛晶体的熔点为-23℃,沸点为136℃,则TiCl4晶体的类型为___________,该晶体中微粒之间的作用力为___________

4)一种TiN金黄色晶体晶胞结构与NaCl相同(如图),该晶胞中N原子数目为_______;该氮化钛的密度为5.4g/cm3,则其晶胞参数a___________pm(用NA表示阿伏加德常数的数值,只列算式)。

【答案】4周期ⅣB HON 正四面体 sp 1:1 分子晶体 范德华力 4 ×1010

【解析】

(1)Ti原子为22号元素,Ti位于第四周期IV B族,基态原子价层电子排布式为3d24s2,其价层电子的轨道表达式为

(2)组成这两种正离子的元素为HNO,根据元素周期律,同周期元素从左向右第一电离能增大,但第ⅤA族的元素由于最外层处于半满状态,是一种稳定结构,所以第一电离能高于相邻的同周期其它元素,所以NOH第一电离能由小到大的顺序是HONNH4+中心原子N4个相同的σ键,属于sp3杂化,NH4+的空间构型为正四面体形;NO2+中氮原子价层电子对数为2,没有孤电子对,N的杂化方式为sp杂化,分子为直线形,形成两个氮氧双键,所以σ键与π键的数目比为11

(3)分子晶体的熔沸点较低,该物质熔沸点较低,属于分子晶体,微粒间作用力为分子间作用力;

(4)TiNTiN原子数目之比为11,结构与NaCl相同,该晶胞中N原子数目为+6×=4Ti原子数目为12×+1=4,晶胞质量m=,晶胞体积V=a3=,所以a=

练习册系列答案
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【题目】氮及其化合物在生活及工业生产中有着重要应用。请回答以下问题:

(1)如图是N2(g)、H2(g)与NH3(g)之间转化的能量关系图,则:

①N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为___________________.

②过程(Ⅰ)和过程(Ⅱ)的反应热________(填“相同”或“不同”).

③某温度下,在1 L恒温恒容容器中充入1molN2和3 mol H2进行上述反应,10 min达到平衡,此时容器内压强变为原来的7/8.

a.该过程的平衡常数的表达式为____________.

b.N2的平衡转化率为________.

c.此时若保持容器温度和体积不变,向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3,则平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动.

(2)用NH3可以消除氮氧化物的污染,已知:

反应Ⅰ:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 平衡常数为K1

反应Ⅱ:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH2=b kJ·mol-1 平衡常数为K2

反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 平衡常数为K3

则反应Ⅱ中的b=_____(用含a、c的代数式表示),K3=_____(用K1和K2表示).反应Ⅲ中的ΔS______(填“>”“<”或“=”)0.

(3)在恒容的密闭器中,充入一定量的NH3和NO进行上述反应Ⅲ,测得不同温度下反应体系中NH3的转化率(α)与压强p的关系如图所示:

①分析得p1________p2.(填“>”“<”或“=”)

②下列叙述中,不能作为判断反应Ⅲ已经达到平衡状态的标志的是________(填序号).

a.N2的浓度不再改变 b.断裂6 mol N—H键的同时,有6 mol H—O键形成

c.容器中压强不再变化 d.混合气体的密度保持不变

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