Question

鈦和鈦的合金已被廣泛用于制造電訊器材、人造骨骼、化工設(shè)備、飛機(jī)等航天航空材料，被譽(yù)為“未來(lái)世界的金屬”．試回答下列問(wèn)題：
（1）鈦有

48 22

Ti和

50 22

Ti兩種原子，它們互稱(chēng)為

 

，鈦基態(tài)原子的電子排布式為

 

；
（2）偏鈦酸鋇在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它的化學(xué)式是

 

；
（3）納米TiO₂是一種應(yīng)用廣泛的催化劑，納米TiO₂催化的一個(gè)實(shí)例如圖2：
化合物甲的分子中采取sp²雜化的碳原子個(gè)數(shù)為

 

，化合物乙中采取sp³雜化的原子的第一電離能由大到小的順序?yàn)?div id="ewwwsuw" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（4）現(xiàn)有含Ti³⁺的配合物，化學(xué)式為[TiCl（H₂O）₅]Cl₂?H₂O．配離子[TiCl（H₂O）₅]²⁺ 中含有的化學(xué)鍵
類(lèi)型是

 

，該配合物的配體是

 

．
（5）分析化學(xué)中常用X射線研究晶體結(jié)構(gòu)，有一種藍(lán)色晶體[可表示為：M_xFe_y（CN）_z]，研究表明它的結(jié)構(gòu)特性是：Fe²⁺和Fe³⁺分別占據(jù)立方體的頂點(diǎn)，自身互不相鄰，而CN^-位于立方體的棱上．其晶體中的陰離子晶胞結(jié)構(gòu)如圖3示，下列說(shuō)法不正確的是

 

A．該晶體是離子晶體
B．M的離子位于上述晶胞面心，呈+2價(jià)
C．M的離子位于上述晶胞體心，呈+1價(jià)，且M⁺空缺率為50%（體心中沒(méi)有M⁺占總體心的百分比）
D．晶體的化學(xué)式可表示為MFe₂（CN）₆，且M為+1價(jià)．

Answer 1

考點(diǎn)：原子核外電子排布,配合物的成鍵情況,晶胞的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）根據(jù)同位素的概念判斷，根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫(xiě)電子排布式；
（2）利用均攤法計(jì)算晶胞中各種原子的個(gè)數(shù)，進(jìn)而確定化學(xué)式；
（3）根據(jù)有機(jī)物中碳原子的成鍵情況確定sp²雜化的原子個(gè)數(shù)，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷sp³雜化的原子種類(lèi)，再根據(jù)元素周期律判斷第一電離能的大��；
（4）根據(jù)配合物結(jié)構(gòu)中配體與中心離子之間是配位鍵、配體內(nèi)部是共價(jià)鍵，據(jù)此答題；根據(jù)配體提供孤電子對(duì)，中心離子提供空軌道，據(jù)此判斷配體；
（5）A、該晶體中含有Fe²⁺、Fe³⁺、CN^-等陰陽(yáng)離子，據(jù)此判斷晶體類(lèi)型；
B、根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法確定晶胞中各離子個(gè)數(shù)，再根據(jù)化合價(jià)代數(shù)各為零可判斷；
C、根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法確定晶胞中各離子個(gè)數(shù)比可判斷；
D、根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，利用均攤法確定晶胞中各離子個(gè)數(shù)，再根據(jù)化合價(jià)代數(shù)各為零可判斷．

解答： 解：（1）因?yàn)?span id="e4a8oss" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

48 22

Ti和

50 22

Ti的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，所以它們互為同位素，Ti是22號(hào)元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知鈦基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，故答案為：同位素；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；
（2）根據(jù)均攤法可知晶胞中O原子的個(gè)數(shù)為12×

1

4

=3，Ti原子的個(gè)數(shù)為8×

1

8

=1，Ba原子的個(gè)數(shù)為1，所以化學(xué)式為T(mén)iBaO₃，故答案為：TiBaO₃；
（3）在有機(jī)物甲中苯環(huán)上的碳原子和碳氧雙鍵中的碳原子都是按sp²雜化，所以sp²雜化的碳原子個(gè)數(shù)是7個(gè)，在有機(jī)物乙中，支鏈中的碳、氨基中氮、羥基中的氧的價(jià)層電子對(duì)數(shù)都是4，都是按sp³雜化的，C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一電離能大小順序是N＞O＞C，故答案為：7；N＞O＞C；
（4）根據(jù)配合物結(jié)構(gòu)中配體與中心離子之間是配位鍵、配體內(nèi)部是共價(jià)鍵，在[TiCl（H₂O）₅]²⁺中H₂O和Cl^-提供孤電子對(duì)，做配體，故答案為：共價(jià)鍵、配位鍵；H₂O、Cl^-；
（5）A、該晶體中含有Fe²⁺、Fe³⁺、CN^-等陰陽(yáng)離子，所以該晶體為離子晶體，故A正確；
B、根據(jù)圖3晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中含有Fe²⁺的個(gè)數(shù)為4×

1

8

=

1

2

，F(xiàn)e³⁺的個(gè)數(shù)為4×

1

8

=

1

2

、CN^-的個(gè)數(shù)為12×

1

4

=3，所以Fe²⁺、Fe³⁺、CN^-的個(gè)數(shù)比為1：1：6，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為零可知，M的化合價(jià)為+1價(jià)，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，每個(gè)晶胞中含有Fe²⁺0.5個(gè)，F(xiàn)e³⁺0.5個(gè)，CN^-3個(gè)，因?yàn)橛葿可知M的化合價(jià)為+1價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)為零，可知含有M也是0.5個(gè)，所以且M⁺空缺率為50%，故C正確；
D、由B的分析可知，晶體的化學(xué)式可表示為MFe₂（CN）₆，且M為+1價(jià)，故D正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查原子核外電子排布、均攤法計(jì)算化學(xué)式、化學(xué)鍵的判斷、晶體結(jié)構(gòu)的確定等知識(shí)點(diǎn)，中等難度，有一定的綜合性．