鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用於生產太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料，回答下列問題：(1)...

問題詳情：

鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用於生產太陽能電池、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熔點高於其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是____________。

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

(4)一種立方鈣鈦礦結構的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2+、I﹣和有機鹼離子，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2+與圖(a)中__________的空間位置相同，有機鹼中，N原子的雜化軌道類型是__________；若晶胞參數為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製作的太陽能電池在使用過程中會產生單質鉛和*，降低了器件效率和使用壽命。我國科學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_______、_______。

【回答】

(1). 1s22s22p63s23p63d24s2    (2). TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高    (3). O＞Ti＞Ca    (4). 離子鍵    (5). 12    (6). Ti4+    (7). sp3    (8).     (9). 2Eu3++Pb=2Eu2++Pb2+    (10). 2Eu2++I2=2Eu3++2I−

【分析】

(1)考查了對基態原子電子排布規律的認識；(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*的週期*變化規律，微粒間的相互作用以及晶胞中離子的配位數；(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)重點考查通過反應歷程圖，來書寫離子方程式等。

【詳解】(1)鈦元素是22號元素，故其基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2；故*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，其餘三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高於其餘三種物質；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，對於結構相似的分子晶體，則其相對分子質量越大，分子間作用力依次越大，熔點越高；故*為：TiF4是離子晶體，其餘三種則為分子晶體，故TiF4的熔點高於其餘三種物質；TiCl4、TiBr4、TiI4均為分子晶體，相對分子質量依次增大，分子間作用力依次增強，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，根據同一週期元素的電負*從左往右依次增大，故Ti>Ca，O為非金屬，故其電負*最強，故三者電負*由大到小的順序是：O>Ti>Ca，金屬陽離子和氧負離子之間以離子鍵結合，離子晶體晶胞中某微粒的配位數是指與之距離最近且相等的帶相反電*的離子，故Ca2+的配位數必須是與之距離最近且相等的氧離子的數目，從圖(a)可知，該數目為三個相互垂直的三個面上，每一個面上有4個，故Ca2+的配位數是12；故*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，就能變為圖(a)所示晶胞結構，圖(b)中體心上的Pb2+就變為了八個頂點，即相當於圖(a)中的Ti4+；圖(b)中頂點上的I-就變成了體心，即相當於圖(a)中的Ca2+；圖(b)面心上中的 就變成了稜心，即相當於圖(a)中的O2-；故圖(b)中的Pb2+與圖(a)中的Ti4+的空間位置相同；有機鹼中N原子上無孤對電子，周圍形成了4個鍵，故N原子採用sp3雜化；從圖（b）可知，一個晶胞中含有Pb2+的數目為個，的數目為個，I-的數目為個，故晶胞的密度為，故*為：Ti4+；sp3；；

（5）從作用原理圖(c)可以推出，這裏發生兩個離子反應方程式，左邊發生Pb + 2Eu3+= Pb2++ 2Eu2+，右邊發生I2+ 2Eu2+= 2Eu3++ 2I-，故*為：Pb + 2Eu3+= Pb2++ 2Eu2+；I2+ 2Eu2+= 2Eu3++ 2I-

【點睛】對電負*的考查，只要掌握週期表同一週期從左往右電負*依次增大，同一主族從上往下電負*依次減小的規律，另金屬元素的電負*小於非金屬的；化學鍵的類型判斷主要也是通過電負*，當兩元素的電負*相差1.7以上形成離子鍵，小於則形成共價鍵；判斷分子等構型時，可以通過價層電子對互斥理論或雜化軌道理論以及等電子體原理進行判斷；由陌生晶胞結構計算晶體密度時，先要確定晶胞中含有的微粒數目，這時一方面要認真分析晶胞中各類粒子的位置信息，另一方面也要注意均攤法的使用，然後根據質量的兩種計算方法相等即來進行求算。

知識點：高考試題

題型：推斷題