【题目】金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具有良好的生物相容性,它兼具铁的高强度和铝的低密度.其单质和化合物具有广泛的应用价值.氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品.以TiCl4为原料,经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1).
图1中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
电离能/kJmol﹣1 | 738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
请回答下列问题:
(1)Ti的基态原子外围电子排布式为;
(2)M是(填元素符号),该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积,配位数为;
(3)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2所示.化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有个,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为;
(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图3所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为gcm﹣3(NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式).该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有个;
(5)科学家通过X﹣射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似.且知三种离子晶体的晶格能数据如下:
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJmol﹣1 | 786 | 715 | 3401 |
KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为 .
【答案】
(1)4d25s2
(2)Mg|12
(3)7|O>N>C
(4) |12
(5)TiN>CaO>KCl
【解析】解:(1)Ti为22号元素,原子核外电子排布为1s22s22p63S23p63d24s2,外围电子排布式为4d25s2,
所以答案是:4d25s2;(2)M是短周期金属元素,M的第三电离能剧增,处于ⅡA族,能与TiCl4反应置换出Ti,则M为Mg.Mg晶体属于六方最密堆积,配位数为12,所以答案是:Mg;12;(3)化合物甲的分子中采取sp2杂化的碳原子为苯环上的六个、羰基中的一个,共7个;
采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,乙中采取sp3杂化的原子有C、N、O,同一周期元素中,元素电负性随着原子序数依次增加电负性逐渐增大,所以它们的电负性关系为:O>N>C,
所以答案是:7; O>N>C;(4)根据均摊法,可知该晶胞中N原子个数为:6× +8×
=4,该晶胞中Ti原子个数为:1+12×
=4,∴晶胞的质量m=4×
g,而晶胞的体积V=(2a×10﹣10)3cm3,所以晶体的密度ρ=4×
g÷(2a×10﹣10)3cm3=
gcm﹣3;
以晶胞顶点N原子研究,与之距离相等且最近的N原子处于面心位置,每个顶点为8个晶胞共用.每个面为2个晶胞共用,故与之距离相等且最近的N原子为 =12,
所以答案是: ;12;(5)离子晶体的离子半径越小,带电荷数越多,晶格能越大,则晶体的熔沸点越高,则有TiN>CaO,由表中数据可知CaO>KCl,则TiN>CaO>KCl,
所以答案是:TiN>CaO>KCl.
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【题目】下列叙述正确的是 ( )
A.任何物质的摩尔质量就等于它的相对原子质量或相对分子质量
B.摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一
C.CO2的摩尔质量是44g
D.1.5molCH3COOH含有的H数目为6NA
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【题目】苯环上原有取代基对新导入取代基所占的位置有一定影响,其规律是:(1)苯环上新导入的取代基所占的位置主要取决于原有取代基的性质。(2)把原有取代基分成两类:一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,如-CH3(或烃基)、—Br等;另类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的间位,如—NO2、—CHO等。
已知:苯在FeBr3粉存在的条件下与液溴发生取代反应:
请回答下列问题:
(1)写出A、B、C的结构简式:A_______,B_______,C_______。
(2)写出下列转化的化学方程式,并指明反应类型。
① ________________,______;②________________,______;③________________,______;
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【题目】两位同学根据电解原理,利用塑料瓶、9 V电池、大头针进行电解污水的实验。实验装置如下图。
根据上图回答下列问题:
(1)根据电浮选凝聚法处理污水的净化原理写出阳极区和阴极区上各自的电极反应式: 阳极:;
阴极:。
(2)试分析不能参加反应的污物是如何沉淀的:。
(3)最后悬浮物为什么会形成浮渣:。
(4)甲同学模拟该原理进行污水处理实验,在电压符合要求的情况下,发现产生气泡速度缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。其原因是。 乙同学为甲同学提出一种切实可行的解决措施是向污水中加入适量的溶液。
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【题目】向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是
A. 反应在c点达到平衡状态
B. 反应物浓度:a点小于b点
C. 反应物的总能量低于生成物的总能量
D. Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
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【题目】安徽省具有丰富的铜矿资源,请回答下列有关铜及其化合物的问题,
(1)请写出基态Cu原子的外围电子排布式 . 焰火中的绿色是铜的焰色,基态铜原子在灼烧时外围电子发生了而变为激发态.
(2)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点,图1是松脂酸铜的结构简式
请分析1个松脂酸铜中π键的个数;加“*”碳原子的杂化方式为 .
(3)图2是某铜矿的晶胞图,请推算出此晶胞的化学式(以X表示某元素符号);与X等距离且最近的X原子个数为 .
(4)黄铜矿在冶炼的时候会产生副产品SO2 , SO2分子的几何构型 , 比较第一电离能:SO(填“>”或“<”)
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【题目】电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)利用电池可将________能转化为________能。
(2)下列电池中,不易造成环境污染的是(____)
A.锂离子电池 B.锌锰电池 C.镍镉电池 D.氢氧燃料电池
(3)已知甲醇燃料电池每生成1 mol的液态水放出286 kJ的热量,又知该电池每发1 kW·h电能生成360 g水,则该电池的能量转化率为__________(1 kW·h=3.6×106 J)。
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【题目】下列各溶液中所含的Cl-与1molCaCl2溶液中Cl-数目相同的是
A.2molZnCl2B.1molKClC.1molMgCl2D.2molNaClO
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