题目内容
【题目】（化学——选修3：物质的结构与性质）
钛有“生物金属”和“未来金属”之称，钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。
（1）基态钛原子外围电子的轨道表达式为___________。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有___种。
（2）金属钛的熔点、硬度均比铝大，可能的原因是____。
（3）TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，分子结构相同。采用蒸馏的方法分离TiCl4和SiCl4的混合物，先获得的馏分是__________ (填化学式)。
（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如图所示。
①组成该物质的元素中，电负性最大的是__________ (填元素名称)。
②M中碳原子的杂化形式有___________种。
③M中不含__________ (填字母代号)。
a．π键 b．σ键 c．配位键
d．氢键 e．离子键
（5）①金属钛晶体中原子采用面心立方最密堆积，则晶胞中钛原子的配位数为_____。
②设钛原子的直径为d cm，用NA表示阿伏加德罗常数的值，钛原子的摩尔质量为M g·mol－1，则晶体钛的密度为________g·cm－3。
③金属钛晶胞中有若干个正四面体空隙，如图中a、b、c、d四个钛原子形成一个正四面体，其内部为正四面体空隙，可以填充其他原子。若晶胞中所有的正四面体空隙中都填充氢原子，那么形成的氢化钛的化学式为__________。
【答案】
3 Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强 SiCl4 氧 2 de 12 
TiH2
【解析】
（1）根据Ti原子外围电子排布式3d24s2，画出外围电子的轨道表达式；根据Ti原子未成对电子数为2，第4周期元素中，基态原子的未成对电数与钛相同的有Ni（3d84s2）、Ge（4s24p2）、Se（4s24p4）。
（2）钛与铝同为金属晶体，金属晶体的硬度主要由金属键决定，钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强；
（3）由TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，可知，两者均属于分子晶体且分子结构相同，分子间作用力是影响晶体物理性质的主要因素，相对分子质量越大分子间作用力越大；
（4）①组成该物质的元素中，电负性最大的是氧；
②碳原子的杂化形式有sp2、sp3两种；
③在半夹心分子结构中，C-C、C-H、C-O原子中存在σ键，环中存在着大π键、Ti与O间存在配位键，不存在氢键与离子键。
（5）①Ti晶体属于面心立方最密堆积，以此分析Ti原子配位数；
②根据
=
计算晶体钛的密度；
③根据题给信息，求出Ti原子和H原子个数比，确定化学式。
（1）Ti的原子序数为22，基态Ti原子核外电排布为1s22s22p63s23p63d24s2，外围电子的轨道表达式为
，且未成对电子数为2，基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是3d；第4周期元素中，基态原子的未成对电数与钛相同的有Ni（3d84s2）、Ge（4s24p2）、Se（4s24p4）3种。
故答案为：；3；
（2）钛与铝同为金属晶体，金属晶体的硬度主要由金属键决定，钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案）。
故答案为：Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强；
（3）由TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，可知，两者均属于分子晶体且分子结构相同，分子间作用力是影响晶体物理性质的主要因素，相对分子质量越大分子间作用力越大，所以，TiCl4比SiCl4沸点高。采用蒸馏的方法分离TiCl4和SiCl4的混合物，先获得的馏分是SiCl4。
故答案为：SiCl4；
（4）①组成该物质的元素中，电负性最大的是氧；
②碳原子的杂化形式有sp2、sp3两种；
③在半夹心分子结构中，C-C、C-H、C-O原子中存在σ键，环中存在着大π键、Ti与O间存在配位键，不存在氢键与离子键。故选d、e。
故答案为：氧；2；de；
（5）①晶胞中Ti原子位于面心、顶点上，属于面心立方最密堆积；以顶点Ti原子研究，与之相邻的原子处于面心，每个顶点为8故晶胞共用，每个面心为2个晶胞共有，故Ti原子配位数为
=12。
②晶胞中Ti原子数目为8×
+6×
=4，晶胞质量为4×
g，
设Ti原子半径为dcm，晶胞棱长=4d cm×
=2
d cm，晶胞体积为（2dcm）3，则晶胞密度=4×
g
（2dcm）3= g·cm－3。
③由图可知每个晶胞中有8个正四面体，若晶胞中所有的正四面体空隙中都填充氢原子，那么可以填充8个H原子，且处于晶胞内部，而一个晶胞拥有4个Ti原子，n(Ti):n(H)=1:2，所以形成的氢化钛的化学式为TiH2。
故答案为：12； ；TiH2。
【题目】半导体工业需要高纯硅，粗硅中含有SiO2、Fe2O3、CuO、C等杂质，提纯硅的方法比较多，其中三氯氢硅(有一定毒性)氢还原法和四氯化硅氢还原法应用较为广泛，下面是实验室模拟工业上三氯氢硅氢还原法的基本原理：
已知：①Si+3HCl 
SiHCl3+H2(主要反应)
Si+4HClSiCl4+2H2(次要反应)
2NaCl+H2SO4(浓)
Na2SO4+2HCl↑
②典型硅的重要化合物的部分性质如下表：
熔点(℃) | 沸点(℃) | 溶解性 | |
SiHCl3 | -127 | 33 | 易溶于多数有机溶剂 |
SiCl4 | -23 | 77 | 易溶于多数有机溶剂 |
(1)粗硅在提纯前，需要进行酸、碱预处理，其目的是___________________________________。
(2)下列装置在实验室可用于制备HCl气体的是_____(填字母代号)。
(3)在1100～1200℃条件下，利用图B在石英管中可以获得硅，写出该反应的方程式_______；其烧杯中水的作用是__________________________；该装置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是_________。
(4)三氯氢硅氢还原法用 SiHCl3在图B中制硅，不足之处有_______________(任意回答一点即可)。
(5)SiCl4与氢气反应也能得到硅，但反应所需温度不同，在工业上往往将三氯氢硅中混入的SiCl4分离后再与氢气反应，你认为最好的分离方法是______________。
(6)工业上如果用四氯化硅氢还原法制硅，其原理如下：
该方法与用三氯氢硅氢还原法比较，其缺点至少有两处，分别是_________________。
【题目】反应X(g)
4Y(g)+Z(g)，在200℃和T℃时，X 的物质的量浓度(单位：mol·L-1)随时间变 化的有关实验数据见下表：
时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
200/℃ | 0.80 | 0.55 | 0.35 | 0.20 | 0.15 | 0.15 |
T/℃ | 1.00 | 0.65 | 0.35 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
下列有关该反应的描述正确的是
A. 在200℃时，4min内用Y表示的化学反应速率为0.1125mol·L-1·min-1
B. T℃下，6min时反应刚好达到平衡状态
C. 根据上表内 X 的浓度变化，可知浓度越大，反应速率越大
D. 从表中可以看出T <200
