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．

练习册系列答案
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4．如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为铁电极，通电进行电解．假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是（　　）
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B．电解一段时间后，将甲、乙两溶液混合，一定会产生沉淀
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①加成；
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组别（1）（2）（3）（4）（5）
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