[化学——选修3：物质结构与性质]金属钛(Ti)被誉为21世纪金属，具有良好的生物相容性，...

【化学——选修3：物质结构与性质】（15分）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）。

上图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表：

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_____________g·cm－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：

KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为________________。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

[化学——选修3：物质结构与性质]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)．

图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表：

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____________________g•cm﹣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__________。

(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：

KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为_____________________．

高三化学填空题困难题查看答案及解析

【化学——选修3：物质结构与性质】

金属钛被誉为21世纪金属，其单质和化合物具有广泛的应用价值。以TiCl4为原料，经过一系列反应可以制得TiN和纳米TiO2(如下图所示)。

图中的M是短周期金属元素，M的部分电离能如下表：

请回答下列问题：

（1）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____。

（2）查阅资料得知TiCl4熔点为-24℃，沸点为136.4℃，常温下是无色液体，可溶于甲苯和氯代烃。

①固态TiCl4属于________晶体。

②用锌还原TiCl4的盐酸溶液，经后续处理可制得一种绿色的配合物TiCl3·6H2O。通过实验确定该配合物的结构，具体操作为：向含有1mol该配合物的溶液中逐滴滴加酸化的AgNO3溶液，过滤并干燥所得白色固体，称得其质量为143.5g，则该配合物的化学式为___________，该配合物中含有化学键的类型有___________________，　 1mol该化合物中含有的σ键的数目为_____________。

（3）Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。基态Ti2+的电子排布式为_______，电子占据的最高能层符号为________， BH中B-H键的夹角为________。

（4）纳米TiO2是一种应用广泛的高效催化剂。电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下CNO－继续被NaClO氧化成N2和CO2。C、N、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________；与CN－互为等电子体微粒的化学式为________(任写两种)。

（5）某种氮化钛晶体的晶胞如图所示，该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有_____个：与Ti原子等距离且距离最近的N原子围成的空间构型为_____；该晶胞Ti原子之间的最近距离为a pm。则该氮化钛晶体的密度为______g·cm-3、NA为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析

【化学—选修3：物质结构与性质】人类在使用金属的历史进程中，经历了铜、铁、铝之后,第四种将被广泛应用的金属被科学家预测是钛（Ti），它被誉为“未来世纪的金属”.试回答下列问题：

（1）Ti元素原子序数为22，它在元素周期表中的位置是第　　　　　　 周期第　　　　　　　 族；其基态原子的电子排布式为　　　　　　　 。

（2）在Ti的化合物中，可以呈现+2、+3、+4三种化合价，其中以+4价的Ti最为稳定．偏钛酸钡的热稳定性好，介电常数高，在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用．偏钛酸钡晶体中晶胞的结构示意图如图1所示，它的化学式是　　　　　　　　 ，其中Ti4+的氧配位数为　　　　　　　 ，Ba2+的氧配位数为　　　　　　　 。

（3）常温下的TiCl4是有刺激性臭味的无色透明液体，熔点﹣23.2℃，沸点136.2℃，所以TiCl4应是

化合物，其固体是　　　　　　　 晶体。TiCl4在潮湿空气中易挥发，水解而冒白烟，这是因为水解后有　　　　　　　　　　　 生成。

（4）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物，其空间构型为正八面体，如图2所示，我们通常可以用图3所示的方法来表示其空间构型（其中A表示配体，M表示中心原子）。配位化合物[Co(NH3)4Cl2]的空间构型也为八面体型，它有 种同分异构体，请将其结构画出_________________。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（　　 ）

A.用来作保险丝 B.用于制造航天飞机

C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修，作钛合金装饰门

高三化学单选题简单题查看答案及解析

【选修3：物质结构与性质】

金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。

（1）Ti基态原子的电子排布式为____________________________。

（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性：C________(填“＞”或“＜”，下同)B；第一电离能：N________O，原因是_________________________。

（3）月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。SO42－的空间构型为_________________形，其中硫原子采用______________杂化，写出SO42－的一种等电子体的化学式：______________________。

（4）Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3，CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti4＋位于立方体的顶点)。该晶体中，Ti4＋和周围___________个O2－相紧邻。

（5）Fe能形成多种氧化物，其中FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷，晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷，在晶体中Fe和O的个数比发生了变化，变为FexO(x＜1)，若测得某FexO晶体密度为5.71 g·cm－3，晶胞边长为4.28×10－10 m，则FexO中x＝__________(用代数式表示，不要求算出具体结果)。

高三化学填空题困难题查看答案及解析

[选做题——物质结构与性质]

金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。

(l) Ti(BH4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

① Ti2＋基态的电子排布式可表示为_____________________。

② BH4－的空间构型是______________________（用文字描述）。

③ 与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有__________种。

(2)二氧化钛（TiO2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂，常用于污水处理。

①纳米TiO2催化的一个实例如下图所示。

化合物甲的分子中采取杂化方式的碳原子个数为______________， 化合物乙中采取杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为________________。

②在 TiO2催化作用下，可将CN－氧化成CNO－，进而得到N2。与CNO－互为等电子体的分子、离子化学式分别为_________________、_______________（各写一种）。

(3)金属钛内部原子的堆积方式与铜相同，都是面心立方堆积方式，如图。若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，则该晶胞的边长为______________cm。

高三化学填空题简单题查看答案及解析

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

【化学—选修3： 物质结构与性质】

钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。

① Ti的基态原子价电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

② Fe的基态原子共有　　　　　　　　　　　 种不同能级的电子。

（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3 CCl4==="2" KCl＋2 CrO2Cl2＋3 COCl2↑。

① 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是　　　　　　　　　 (用元素符号表示)。

② COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为　　　　　　　　　　　 ，中心原子的杂化方式为　　　　　　　　　　　 。

（3）NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为6.9×10－2nm和7.8×10－2nm。则熔点：NiO　　　　　 (填“>”、“<”或“＝”)FeO。

（4）Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为　　　　　　　　　　　 。

②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是　　　　　 cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a＝511 pm，c＝397 pm；标准状况下氢气的密度为8.98×10－5 g·cm－3；储氢能力＝。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为　　　　　　 。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

【化学—选修3： 物质结构与性质】

钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。

（1）钛铁合金是钛系储氢合金的代表，该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。

① Ti的基态原子价电子排布式为 　　　　　 　　　　　 　　　　　 。

② Fe的基态原子共有 　　　　　 　　　　　 种不同能级的电子。

（2）制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3 CCl4===2 KCl＋2 CrO2Cl2＋3 COCl2↑。

① 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 　　　　 　　　　 (用元素符号表示)。

② COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为 　　　　　 　　　　　 ，中心原子的杂化方式为 　　　　　 　　　　　 。

（3）NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同，其中Ni2＋和Fe2＋的离子半径分别为6.9×10－2 nm和7.8×10－2 nm。则熔点：NiO 　　　　　 (填“>”、“<”或“＝”)FeO。

（4）Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料，具有大容量、高寿命、耐低温等特点，在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。

①该晶体的化学式为 　　　　　 　　　　　 。

②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol－1，密度为d g·cm－3。设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶胞的体积是 　　　　　 cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a＝511 pm，c＝397 pm；标准状况下氢气的密度为8.98×10－5 g·cm－3；储氢能力＝。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 　　　　 　 　 。

高三化学填空题简单题查看答案及解析