Question

14．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1所示．
（1）Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d²4s²．
（2）1mol化合物甲中所含化學(xué)鍵的數(shù)目為21mol．
（3）化合物乙中采取sp³雜化的原子對(duì)應(yīng)元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)镹＞O＞C．
（4）與NH₃分子互為等電子體的陽(yáng)離子為H₃O⁺，氨的沸點(diǎn)高于（“高于”或“低于”）膦（PH₃）的原因是氨氣分子之間形成氫鍵，分子間作用力更強(qiáng)．
（5）有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖2所示，該晶體的化學(xué)式可表示為T(mén)iN．

Answer 1

分析 （1）Ti是22號(hào)元素，其3d、4s能級(jí)上的電子為其價(jià)電子，這兩個(gè)能級(jí)上分別含有2個(gè)電子；
（2）根據(jù)化合物甲的結(jié)構(gòu)式計(jì)算1mol化合物甲中所含化學(xué)鍵的數(shù)目；
（3）乙中采取sp³雜化的原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第VA族元素大于相鄰元素；
（4）等電子體是指一類分子或離子，組成它們的原子數(shù)相同，而且所含的價(jià)層電子數(shù)相同；PH₃分子之間為范德華力，氨氣分子之間形成氫鍵，增大了物質(zhì)的沸點(diǎn)；
（5）根據(jù)均攤法計(jì)算晶胞中Ti、N原子數(shù)目，進(jìn)而計(jì)算晶胞化學(xué)式．

解答 解：（1）Ti是22號(hào)元素，其3d、4s能級(jí)上的電子為其價(jià)電子，這兩個(gè)能級(jí)上分別含有2個(gè)電子，則該原子價(jià)電子排布式為3d²4s²，故答案為：3d²4s²；
（2）由化合物甲的結(jié)構(gòu)式可知，化合物甲中含有苯環(huán)、C-C、C-O、C=O、O-H、C-H，則1mol化合物甲中所含化學(xué)鍵的數(shù)目為21mol，故答案為：21mol；
（3）采取sp³雜化的原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4的原子有：連接甲基和羥基的碳原子、氧原子和氮原子，同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第VA族元素大于相鄰元素，所以這三種元素第一電離能從大到小順序是：N＞O＞C，
故答案為：N＞O＞C；
（4）等電子體是指一類分子或離子，組成它們的原子數(shù)相同，而且所含的價(jià)層電子數(shù)相同，則它們互稱為等電子體．與氨氣分子互為等電子體的陽(yáng)離子為H₃O⁺，PH₃分子之間為范德華力，氨氣分子之間形成氫鍵，分子間作用力更強(qiáng)，增大了物質(zhì)的沸點(diǎn)，故氨氣的沸點(diǎn)高于PH₃分子的；
故答案為：H₃O⁺；高于；氨氣分子之間形成氫鍵，分子間作用力更強(qiáng)；
（5）根據(jù)均攤法，可知該晶胞中N原子個(gè)數(shù)為：6×$\frac{1}{2}$+8×$\frac{1}{8}$=4，該晶胞中Ti原子個(gè)數(shù)為：1+12×$\frac{1}{4}$=4，晶胞的化學(xué)式為T(mén)iN，故答案為：TiN．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，涉及晶胞結(jié)構(gòu)與計(jì)算、核外電子排布、等電子體、第一電離能以及沸點(diǎn)比較等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．