课时梯级作业四十三晶体结构与性质(45分钟100分)非选择题(本题包括7小题,共100分)1.(16分)(2018·信阳模拟)金属钛(22Ti)号称航空材料。回答下列问题:(1)钛元素基态原子未成对电子数为__________个,能量最高的电子占据的能级符号为______________,该能级所在能层具有的原子轨道数为____________。(2)[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键有_______________________。a.σ键b.π键c.离子键d.配位键(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所示。化合物甲的分子中采取sp2杂化方式的碳原子个数为__________,化合物乙中采取sp3杂化的原子的第一电离能由小到大的顺序为__________。(4)工业上制金属钛采用金属还原四氯化钛。先将TiO2(或天然的金红石)和足量炭粉混合加热至1000～1100K,进行氯化处理,生成TiCl4。写出生成TiCl4的化学反应方程式:________________________________。(5)有一种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体的化学式为__________,该晶体中与钛原子距离最近且相等的氮原子的个数为__________。已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶胞边长为__________cm(用含ρ、NA的式子表示)。【解析】(1)钛元素价电子排布式为3d24s2,基态原子价电子排布图为,可见钛元素基态原子未成对电子数为2个,能量最高的电子占据的能级符号为3d,该能级所在能层为M能层,有3s、3p、3d,分别含有原子轨道数目为1、3、5,具有的原子轨道数为9。(2)OH-和H2O中H和O都是以σ键结合在一起,Ti4+提供空轨道,H2O和OH-提供孤电子对,形成配位键,即[Ti(OH)2(H2O)4]2+中的化学键只有σ键和配位键。(3)采取sp2杂化的碳原子价层电子对数是3,该分子中碳原子价层电子对数为3的有:苯环上的碳原子、连接羰基的碳原子,所以一共有7个;采取sp3杂化的原子价层电子对数是4,价层电子对个数是4的原子有:连接甲基和羟基的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素大于相邻元素,所以这三种元素第一电离能从小到大顺序是C
