【題目】鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：

(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為____________。

(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________。

化合物

TiF4

TiCl4

TiBr4

TiI4

熔點/℃

377

﹣24.12

38.3

155

(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是__________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________，Ca2+的配位數(shù)是__________。

(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機(jī)堿離子，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中__________的空間位置相同，有機(jī)堿中，N原子的雜化軌道類型是__________；若晶胞參數(shù)為a nm，則晶體密度為_________g·cm-3(列出計算式)。

(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理_______、_______。

【答案】1s22s22p63s23p63d24s2 TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高 O＞Ti＞Ca 離子鍵 12 Ti4+ sp3 2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+ 2Eu2++I2=2Eu3++2I

【解析】

(1)考查了對基態(tài)原子電子排布規(guī)律的認(rèn)識；(2)考查了不同類型的晶體的熔沸點比較，相同類型的晶體的熔沸點比較；(3)考查了電負(fù)性的周期性變化規(guī)律，微粒間的相互作用以及晶胞中離子的配位數(shù)；(4)考查了晶胞中微粒的位置和雜化理論，晶體密度的計算問題；(5)重點考查通過反應(yīng)歷程圖，來書寫離子方程式等。

(1)鈦元素是22號元素，故其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；故答案為：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；

(2) 一般不同的晶體類型的熔沸點是原子晶體>離子晶體>分子晶體，TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質(zhì)；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，對于結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，則其相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力依次越大，熔點越高；故答案為：TiF4是離子晶體，其余三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高于其余三種物質(zhì)；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，相對分子質(zhì)量依次增大，分子間作用力依次增強(qiáng)，故熔點依次升高；

(3)CaTiO3晶體中含有Ca、Ti、O三種元素，Ca、Ti是同為第四周期的金屬元素，Ca在Ti的左邊，根據(jù)同一周期元素的電負(fù)性從左往右依次增大，故Ti>Ca，O為非金屬，故其電負(fù)性最強(qiáng)，故三者電負(fù)性由大到小的順序是：O>Ti>Ca，金屬陽離子和氧負(fù)離子之間以離子鍵結(jié)合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數(shù)是指與之距離最近且相等的帶相反電性的離子，故Ca2+的配位數(shù)必須是與之距離最近且相等的氧離子的數(shù)目，從圖(a)可知，該數(shù)目為三個相互垂直的三個面上，每一個面上有4個，故Ca2+的配位數(shù)是12；故答案為：O>Ti>Ca；離子鍵；12；

(4)比較晶胞(a)(b)可知，將圖(b)中周圍緊鄰的八個晶胞中體心上的離子連接起來，就能變?yōu)閳D(a)所示晶胞結(jié)構(gòu)，圖(b)中體心上的Pb2+就變?yōu)榱税藗�頂點，即相當(dāng)于圖(a)中的Ti4+；圖(b)中頂點上的I-就變成了體心，即相當(dāng)于圖(a)中的Ca2+；圖(b)面心上中的 就變成了棱心，即相當(dāng)于圖(a)中的O2-；故圖(b)中的Pb2+與圖(a)中的Ti4+的空間位置相同；有機(jī)堿中N原子上無孤對電子，周圍形成了4個鍵，故N原子采用sp3雜化；從圖（b）可知，一個晶胞中含有Pb2+的數(shù)目為個，的數(shù)目為個，I-的數(shù)目為個，故晶胞的密度為，故答案為：Ti4+；sp3；；

（5）從作用原理圖(c)可以推出，這里發(fā)生兩個離子反應(yīng)方程式，左邊發(fā)生Pb + 2Eu3+= Pb2++ 2Eu2+，右邊發(fā)生I2+ 2Eu2+= 2Eu3++ 2I-，故答案為：Pb + 2Eu3+= Pb2++ 2Eu2+；I2+ 2Eu2+= 2Eu3++ 2I-

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】將ag某物質(zhì)在足量氧氣中充分燃燒再將氣體生成物通入足量的Na2O2充分反應(yīng)，固體增重為bg，若a<b，則該物質(zhì)可能是（ ）

A. H2B. COC. 乙酸(CH3COOH)D. 甲烷(CH4)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】已知H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，在相同溫度下分別達(dá)到平衡。現(xiàn)欲使甲中HI平衡時的百分含量大于乙中HI平衡時的百分含量，則應(yīng)采取的措施是

A. 甲、乙提高相同溫度 B. 甲中加入0.1molHe，乙中不變

C. 甲降低溫度，乙增大壓強(qiáng) D. 甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】探究新制飽和氯水成分的實驗中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是

A.新制飽和氯水使紅玫瑰變力白玫瑰，說明含有Cl2

B.加入石蕊溶液，溶液變紅，說明該溶液不含HC1O

C.光照新制氯水有氣泡逸出，該氣體是氧氣

D.向氯水中KHCO3粉末有氣泡產(chǎn)生，說明綠水中含有HC1O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如右圖所示。下列結(jié)論不正確的是(　　)

A. 反應(yīng)開始4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大

B. 一段時間后，反應(yīng)速率減小的原因是c(H＋)減小

C. 反應(yīng)在2～4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大

D. 反應(yīng)在2～4 min內(nèi)生成CO2的平均反應(yīng)速率為v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】無色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、N2中的幾種，將一定量的甲氣體經(jīng)過如圖實驗的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為（ ）

A.NO2、N2B.NO、CO2

C.NO2、CO2D.NO、CO2、N2

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】已知如圖中H是無色液體，號稱生命之源，B是空氣中含量最多的物質(zhì)，E是紅棕色氣體。

（1）C的化學(xué)式是___。

（2）D和E都是大氣污染物，D轉(zhuǎn)化成E的化學(xué)方程式是___。

（3）E和H的反應(yīng)中，氧化劑和還原劑的質(zhì)量比是___。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】甲醛(HCHO)在化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等的方面有廣泛應(yīng)用。

(1)甲醇脫氫法可制備甲醛(反應(yīng)體系中各物質(zhì)均為氣態(tài))，結(jié)合如圖圖像回答問題。

①此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______。

②反應(yīng)活化能：過程I______過程II (填“>”“=”或“<”)

③過程II溫度—轉(zhuǎn)化率圖如圖，下列說法合理的是_____。

A.甲醇脫氫法制備甲醛過程無副反應(yīng)發(fā)生

B.溫度高于650°C催化劑燒結(jié)，活性減弱

C.及時分離產(chǎn)品有利于提高甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率

(2)甲醛超標(biāo)會危害人體健康，需對甲醛往行含量檢測及污染處理。

①某甲醛氣體傳感器的工作原理如圖所示，b極的電極反應(yīng)式為_________

②氧化劑可處理甲醛污染，結(jié)合以如圖圖像分析春季(水溫約15℃)應(yīng)急處理甲醛污染的水源應(yīng)選擇的試劑為________。

(3)750K下，在恒容密閉容器中，充入的甲醇，發(fā)生反應(yīng)：CH3OH(g)HCHO(g) + H2(g)，若起始壓強(qiáng)為101kPa， 達(dá)到平衡轉(zhuǎn)化率為50.0%， 則反應(yīng)平衡的常數(shù)Kp= ______。(用平衡分壓代替平衡農(nóng)度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，忽略其它反應(yīng))。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】晶體硅是一種重要的非金屬材料，制備純硅的主要步驟如下：

①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅；

②粗硅與干燥HCl氣體反應(yīng)制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2；

③SiHCl3與過量H2在1 000～1 100 ℃反應(yīng)制得純硅已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng)，在空氣中易自燃。

請回答下列問題：

(1)第①步制備粗硅的化學(xué)方程式為_____________________________________________。

(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后，經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6 ℃)和HCl(沸點－84.7 ℃)，提純SiHCl3采用的方法為___________________________。

(3)用SiHCl3與過量H2反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略去)：

①裝置B中的試劑是________。裝置C中的燒瓶需要加熱，其目的是________________________________________________________________。

②反應(yīng)一段時間后，裝置D中觀察到的現(xiàn)象是________，裝置D不能采用普通玻璃管的原因是____________，裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________。

③為保證制備純硅實驗的成功，操作的關(guān)鍵是檢查實驗裝置的氣密性，控制好反應(yīng)溫度以及___________________________________________________________。

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