Question

3．鈦和鈦的合金已被廣泛用于制造電訊器材、人造骨骼、化工設(shè)備、飛機等航天航空材料，被譽為“未來世界的金屬”．試回答下列問題：
（1）鈦有${\;}_{22}^{48}$Ti和${\;}_{22}^{50}$Ti兩種原子，它們互稱為同位素．Ti元素在元素周期表中的位置是第四 周期，第ⅣB 族；基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；按電子排布Ti元素在元素周期表分區(qū)中屬于d區(qū)元素
（2）偏鈦酸鋇在小型變壓器、話筒和擴音器中都有應(yīng)用．偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)如圖所示，它的化學(xué)式是TiBaO₃
（3）二氧化鈦作光催化劑能將居室污染物甲醛、苯等有害氣體可轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，達(dá)到無害化．有關(guān)甲醛、苯、二氧化碳及水說法正確的是ABCD．
A．苯與B₃N₃H₆互為等電子體
B．甲醛、苯分子中碳原子均采用sp²雜化
C．苯、二氧化碳是非極性分子，水和甲醛是極性分子
D．水的沸點比甲醛高得多，是因為水分子間能形成氫鍵．

Answer 1

分析 （1）質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子互為同位素；Ti元素是22號元素，根據(jù)構(gòu)造原理書寫基態(tài)原子的電子排布式，確定在周期表位置；
（2）利用均攤法計算晶胞中Ti、Ba、O原子數(shù)目，進而確定化學(xué)式；
（3）A．價電子總數(shù)相等、原子數(shù)也相等微粒互為等電子體；
B．甲醛、苯分子中碳原子均含有3個δ鍵，沒有孤對電子；
C．結(jié)構(gòu)對稱，正負(fù)電荷的中心重合，則為非極性分子；正負(fù)電荷的中心不重合，則為極性分子；
D．水分子之間存在氫鍵，而甲醛中H原子不與O原子連接，甲醛分子之間沒有氫鍵．

解答 解：（1）⁴⁸₂₂Ti和⁵⁰₂₂Ti的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，二者互為同位素；Ti元素是22號元素，基態(tài)原子的電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²，處于周期表中第四周期ⅣB族，電子最后填充d能級，在元素周期表分區(qū)中屬于d區(qū)元素，
故答案為：同位素；四；ⅣB；1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s²；d；
（2）由晶胞結(jié)構(gòu)可知，晶胞中Ti數(shù)目=8×$\frac{1}{8}$=1、Ba原子數(shù)目為1、O原子數(shù)目=12×$\frac{1}{4}$=3，則化學(xué)式為TiBaO₃，故答案為：TiBaO₃；
（3）A．苯與B₃N₃H₆價電子總數(shù)相等，原子數(shù)也相等互為等電子體，故A正確；
B．甲醛、苯分子中碳原子均含有3個δ鍵，沒有孤對電子，采用sp²雜化，故B正確；
C．苯、CO₂結(jié)構(gòu)對稱，正負(fù)電荷的中心重合，為非極性分子；水和甲醛的正負(fù)電荷的中心不重合，為極性分子，故C正確；
D．甲醛中H原子不與O原子連接，甲醛分子之間沒有氫鍵，水分子之間存在氫鍵，水的沸點比甲醛高，故D正確；
故答案為：ABCD．

點評 本題是對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及核外電子排布、元素周期表、雜化軌道、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、等電子體、氫鍵、晶胞計算等，難度中等，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．