人教版高中化学培优训练13.doc

培优训练13：物质结构与性质
1.钛的很多化合物受到广泛关注，请回答下列问题：
(1)Cr掺杂能够显著提高TiO2薄膜的光催化活性。基态Cr原子中，占据最高能层的核外电子的电子云轮廓图形状为________，其价层电子的轨道表达式(电子排布图)为______________________________________________________________。
(2)四乙醇钛能增加橡胶在金属表面的粘附性。其制备原理如下：
TiCl4＋4CH3CH2OH＋4NH3===Ti(OCH2CH3)4＋4NH4Cl
①TiCl4的熔点为－25 ℃，沸点为136.45 ℃，常温下是无色液体，则TiCl4的晶体类型为________。
②N和O位于同一周期，且O的核电荷数比N的多，但N的第一电离能比O高，原因是______________________________________________________________。
③NH3的立体构型为________，CH3CH2OH分子中C原子的杂化轨道类型为________。
(3)钛酸锶(SrTiO3)可用作电子陶瓷材料和人造宝石。其一种晶胞结构如图所示，Ti处于体心位置，则Sr处于________位置，O处于________位置。已知晶胞参数a＝0.390 5 nm，其密度为________ g·cm－3(列出计算式即可)。
解析　(1)24号元素Cr核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，可见基态Cr原子的核外电子占据的最高能层为N，处于N能层的1个电子位于s轨道，s电子云轮廓图形状为球形，价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。(2)①通常低熔点、易溶于有机溶剂的晶体属于分子晶体，所以TiCl4属于分子晶体。②依据洪特规则，原子轨道处于全空、半充满、全充满状态时较稳定。N的2p轨道处于半充满稳定状态，而O的2p轨道上有4个电子，失去一个电子后处于半充满状态，因此N的第一电离能较大。③NH3的中心原子N的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，则NH3的中心原子N的杂化轨道类型为sp3，NH3的立体构型为三角锥形。乙醇分子中两个C原子形成的σ键数均为4，因此两个碳原子均采用sp
3杂化。(3)已知钛酸锶的化学式为SrTiO3，Sr、Ti、O三种粒子的个数比为1∶1∶3，既然Ti处于体心位置，根据均摊法，晶胞中Ti的数目为1，处于面心位置的属于一个晶胞的粒子数为3，所以，处于面心位置的为O，那么，处于顶角位置的就是Sr。因为该晶胞是立方晶系，且在一个晶胞中含有1个SrTiO3，则ρ＝＝ g·cm－3。
答案　(1)球形　
(2)①分子晶体　②N的2p轨道处于半充满稳定状态，而O的2p轨道有4个电子，失去一个电子后处于半充满状态，因此N的第一电离能较大　③三角锥形　sp3
(3)顶角　面心　
2.2017年4月26日，中国首艘国产航母在大连正式下水，标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。请回答下列问题：
(1)航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。
①硅原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为________。
②Fe3＋比Fe2＋稳定的原因是________________________________________