题目内容

14.纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图1所示.
(1)Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2.
(2)1mol化合物甲中所含化学键的数目为21mol.
(3)化合物乙中采取sp3杂化的原子对应元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C.
(4)与NH3分子互为等电子体的阳离子为H3O+,氨的沸点高于(“高于”或“低于”)膦(PH3)的原因是氨气分子之间形成氢键,分子间作用力更强.
(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图2所示,该晶体的化学式可表示为TiN.

分析 (1)Ti是22号元素,其3d、4s能级上的电子为其价电子,这两个能级上分别含有2个电子;
(2)根据化合物甲的结构式计算1mol化合物甲中所含化学键的数目;
(3)乙中采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素大于相邻元素;
(4)等电子体是指一类分子或离子,组成它们的原子数相同,而且所含的价层电子数相同;PH3分子之间为范德华力,氨气分子之间形成氢键,增大了物质的沸点;
(5)根据均摊法计算晶胞中Ti、N原子数目,进而计算晶胞化学式.

解答 解:(1)Ti是22号元素,其3d、4s能级上的电子为其价电子,这两个能级上分别含有2个电子,则该原子价电子排布式为3d24s2,故答案为:3d24s2;
(2)由化合物甲的结构式可知,化合物甲中含有苯环、C-C、C-O、C=O、O-H、C-H,则1mol化合物甲中所含化学键的数目为21mol,故答案为:21mol;
(3)采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,价层电子对个数是4的原子有:连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第VA族元素大于相邻元素,所以这三种元素第一电离能从大到小顺序是:N>O>C,
故答案为:N>O>C;
(4)等电子体是指一类分子或离子,组成它们的原子数相同,而且所含的价层电子数相同,则它们互称为等电子体.与氨气分子互为等电子体的阳离子为H3O+,PH3分子之间为范德华力,氨气分子之间形成氢键,分子间作用力更强,增大了物质的沸点,故氨气的沸点高于PH3分子的;
故答案为:H3O+;高于;氨气分子之间形成氢键,分子间作用力更强;
(5)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为:6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4,该晶胞中Ti原子个数为:1+12×$\frac{1}{4}$=4,晶胞的化学式为TiN,故答案为:TiN.

点评 本题考查物质结构和性质,涉及晶胞结构与计算、核外电子排布、等电子体、第一电离能以及沸点比较等,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础,难度中等.

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