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钛和钛的化合物用途比较广泛。 I.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理如图所示。

化学试卷 10-17
  (1). 8    (2). 3d24s2    (3). 球形    (4). O>C>Ti    (5). N2    (6). CN-    (7). 分子晶体    (8). C    (9). Si的原子半径大于C    (10). sp3杂化    (11). 6、8    (12).
【解析】
【分析】
Ⅰ.按电子排布规律可知价电子的排布情形并按要求回答;电负性的大小可衡量吸引电子能力的强弱;按等电子体理论可寻出CO的等电子体、根据价层电子对互斥理论可确定分子的空间构型、并据此确定中心原子的杂化方式;
Ⅱ. 根据晶胞示意图,用均摊法计算晶胞的质量、按已知条件计算晶胞的体积,按密度定义计算晶胞的密度ρ=即可;
【详解】I. (1)氧原子核外有8个电子,没有两个电子的运动状态完全相同,故氧原子核外电子的空间运动状态有8种,钛原子序数为22,故基态钛原子的价电子排布式为3d24s2,该基态原子最外层的电子为4s电子,电子云轮廓图为球形;
(2)电负性大,吸引电子能力越强,同一周期原子序数越大电负性越强,元素电负性,C、O和Ti电负性由大到小的顺序为O>C>Ti; 
(3)具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体,CO的价电子数为14,则与CO分子互为等电子体的分子N2、离子为CN-; 
(4)羰基铁Fe(CO)5,常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可以判断Fe(CO)5晶体类型为分子晶体;电负性弱的吸引电子能力弱,易提供孤对电子形成配位键,故从电负性角度分析,Fe(CO)5中与Fe形成配位键的是碳原子; 
(5) H4SiO4在常温下能稳定存在,但H4CO4不能,会迅速脱水生成H2CO3,最终生成CO2,主要原因是Si的原子半径大于C,碳原子半径小,难以同时连几个羟基,故会分子内脱水,最终生成CO2; H4SiO4中Si孤电子对数为0,价层电子对为4,故分子空间构型为正四面体,轨道杂化类型为sp3杂化; 
II. (1)在该物质的晶体结构中,钛原子位于晶胞的顶点、氧原子位于棱边的中点、氧原子位于体心,则每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各有6、8个; 
(2)由晶胞示意图知,利用均摊法可知在每个晶胞中钛离子个数为=1,氧离子的个数为=3,钙离子个数为1,所以氧、钛、钙的离子个数比是3:1:1;若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为a、b、c,晶体结构图中正方体边长(钛原子之间的距离)为dnm(1nm=10-9m),则 ==g/cm3 ,故该晶体的密度为g/cm3

 
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