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14.納米TiO2是一種應用廣泛的催化劑,納米TiO2催化的一個實例如圖1所示.
(1)Ti的基態(tài)原子價電子排布式為3d24s2
(2)1mol化合物甲中所含化學鍵的數目為21mol.
(3)化合物乙中采取sp3雜化的原子對應元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C.
(4)與NH3分子互為等電子體的陽離子為H3O+,氨的沸點高于(“高于”或“低于”)膦(PH3)的原因是氨氣分子之間形成氫鍵,分子間作用力更強.
(5)有一種氮化鈦晶體的晶胞如圖2所示,該晶體的化學式可表示為TiN.

分析 (1)Ti是22號元素,其3d、4s能級上的電子為其價電子,這兩個能級上分別含有2個電子;
(2)根據化合物甲的結構式計算1mol化合物甲中所含化學鍵的數目;
(3)乙中采取sp3雜化的原子價層電子對數是4,同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢,但第VA族元素大于相鄰元素;
(4)等電子體是指一類分子或離子,組成它們的原子數相同,而且所含的價層電子數相同;PH3分子之間為范德華力,氨氣分子之間形成氫鍵,增大了物質的沸點;
(5)根據均攤法計算晶胞中Ti、N原子數目,進而計算晶胞化學式.

解答 解:(1)Ti是22號元素,其3d、4s能級上的電子為其價電子,這兩個能級上分別含有2個電子,則該原子價電子排布式為3d24s2,故答案為:3d24s2;
(2)由化合物甲的結構式可知,化合物甲中含有苯環(huán)、C-C、C-O、C=O、O-H、C-H,則1mol化合物甲中所含化學鍵的數目為21mol,故答案為:21mol;
(3)采取sp3雜化的原子價層電子對數是4,價層電子對個數是4的原子有:連接甲基和羥基的碳原子、氧原子和氮原子,同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數的增大而呈增大趨勢,但第VA族元素大于相鄰元素,所以這三種元素第一電離能從大到小順序是:N>O>C,
故答案為:N>O>C;
(4)等電子體是指一類分子或離子,組成它們的原子數相同,而且所含的價層電子數相同,則它們互稱為等電子體.與氨氣分子互為等電子體的陽離子為H3O+,PH3分子之間為范德華力,氨氣分子之間形成氫鍵,分子間作用力更強,增大了物質的沸點,故氨氣的沸點高于PH3分子的;
故答案為:H3O+;高于;氨氣分子之間形成氫鍵,分子間作用力更強;
(5)根據均攤法,可知該晶胞中N原子個數為:6×12+8×18=4,該晶胞中Ti原子個數為:1+12×14=4,晶胞的化學式為TiN,故答案為:TiN.

點評 本題考查物質結構和性質,涉及晶胞結構與計算、核外電子排布、等電子體、第一電離能以及沸點比較等,是對學生綜合能力的考查,需要學生具備扎實的基礎,難度中等.

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