Question

【化学—选修3：物质结构与性质】

钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下：

回答下列问题：

（1）基态钛原子的价电子排布图为              ，其原子核外共有        种运动状态不相同的电子。金属钛晶胞如下图1所示，为               堆积（填堆积方式）。

（2）根据价层电子互斥理论，价层电子对之间的斥力大小有如下顺序：l－l >> l－b > b－b（l为孤对电子对，b为键合电子对），则关于H₂O中的H－O－H键角可得出的结论是________。

A．180°	B．接近120°，但小于120°
C．接近120°，但大于120°	D．接近109°28’，但小于109°28’

（3）已知TiCl₄在通常情况下是无色液体，熔点为–37℃，沸点为136℃，可知TiCl₄为________晶体。

（4）纳米TiO₂是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如下图2。化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是            。化合物乙中采取sp³杂化的原子的第一电离能由大到小的顺序为           。

（5）钙钛矿晶体的结构如右图所示。钛离子位于立方晶胞的角顶，被        个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被        个氧离子包围。钙钛矿晶体的化学式为                。若该晶胞的边长为a pm，则钙钛矿晶体的密度为      g.cm^-3（只要求列算式，不必计算出数值）。

Answer

（1）22 六方最密（2）D

（3）分子（4）化合物乙分子间形成氢键 N＞O＞C

（5）6 12 CaTiO3

【解析】试题分析：（1）体心结构为六方最密堆积。（2）H2O中O的杂化方式为sp3杂化，键角接近109°28’ 因 l－l>>l－b>b－b使氧原子周围电子云密度减小，故小于109°28’。（3）分子晶体熔沸点较小。（4）化合物乙中的亚氨基容易形成分子内氢键，是化合物沸点升高。N，O，C是sp3杂化，同周期第一电离能从左到右依次增大，但因N原子为半充满的稳定结构，故N＞O＞C。（5）由图可知，钛离子被八面体体的六个氧离子包围。

考点：核外电子排布式，第一电离能大小的比较，晶体类型的判断。