Question

【题目】钛及其化合物的应用正越来越受到人们的关注。

（1）基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是_____________。与钛同周期的元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的有_____种。

（2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是________________________。

（3）TiCl4是氯化法制取钛的中间产物。TiCl4和SiCl4在常温下都是液体，分子结构相同。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是______________（填化学式）。

（4）半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，其结构如右图所示。

①组成该物质的元素中，电负性最大的是____________ （填元素名称）。

②M中，碳原子的杂化形式有________种。

③M中，不含_________（填标号）。

a. π键 b. σ键 c.配位键 d.氢键 e.离子键

（5）金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一，具有四方晶系结构。其晶胞结构（晶胞中相同位置的原子相同）如下图所示。

①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是______________。

②若A、B、C的原子坐标分别为A (0,0,0)、B (0.69a,0.69a,c)、c (a, a,c)，则D的原子坐标为D （0.19a,_____，______）；钛氧键的键长d=________________（用代数式表示）。

Answer 1

【答案】 3d 3 Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强)(（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案） SiCl4 氧 2 d、e BD 0.81a 0.5c 0.31×a

【解析】（1）基态 Ti 原子核外电排布为 1S 22S 22P 63S 23P 63d 24S 2，且未成对电子数为2，基态下原子核外电子排布的最高能级的符号是3d。第 4周期元素中，基态原子的未成对电数与钛相同的有 Ni （3d 84S 2）、 Ge （4S 24P 2）、 Se （4S 24P 4）3种；（2）钛与铝同为金属晶体，金属晶体的硬度主要由金属键决定，钛硬度比铝大的原因是Ti原子的价电子数比Al多，金属键更强)（或Ti的原子化热比Al大，金属键更强等其他合理答案）。（3）由TiCl4和 SiCl 4在常温下都是液体，可知，两者均属于分子晶体且分子结构相同，分子间作用力是影响晶体物理性质的主要因素，相对分子质量越大分子间作用力越大，所以，TiCl4比SiCl 4沸点高。采用蒸馏的方法分离SiCl4和TiCl4的混合物，先获得的馏分是SiCl 4；。

（4）半夹心结构催化剂M中含有C、H、0、Ti、Cl 五种元素，电负性大小顺序为O>Cl>C>H>Ti，①组成该物质的元素中，电负性最大的是 氧。；碳原子的杂化形式有sp2、sp3两种，②M中，碳原子的杂化形式有2种；在半夹心分子结构中，C-C、C-H、C-O原子间存在δ键，环中存在大π键、Ti 与O间存在配位键，不存在氢键与离子键。③M中，不含de。（5）晶体结构有7大晶系，每个晶胞含有6个晶胞参数(棱长a、b、c； 夹角αβγ)，金红石(TiO2) 是典型的四方晶系，结构中A类原子8×1/8=1、B类原子4×1/2=2、D类原子2×1=2、体心原子1×1=1，原子B、D为O，①4个微粒A、B、C、D中，属于氧原子的是BD；原子A与体心原子为Ti (Ti :O= 1:2)。结合晶系与晶胞参数可得原子坐标可A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c)、D(0.19a,0.81a, 0.5c)、体心(0.5a,0.5a,0.5c)。钛氧键键长:d2=(0.31a)2+ (0.31a)2，则d= 0.31× a。