Question

【題目】氮是極其重要的化學(xué)元素。我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了超高含能材料聚合氮和金屬氮。基于氮?dú)獾哪茉囱芯恳彩俏磥?lái)能源發(fā)展的重要方向。

(1)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式為___________。

(2)14g氮?dú)夥肿又性�子軌道�?/span>“頭碰頭”方式形成的共價(jià)鍵數(shù)目為___________，以“肩并肩”方式形成的共價(jià)鍵數(shù)目為___________。

(3)C、N、O三種元素按第一電離能從大到小的排列順序?yàn)?/span>___________。已知氧的第一電離能為1369kJ·mol－1、第二電離能為3512kJ·mol－1、第三電離能為5495 kJ·mol－1，其第二電離能增幅較大的原因是___________。

(4)某含氨配合物CrCl3·6NH3的化學(xué)鍵類(lèi)型有配位鍵、極性共價(jià)鍵和___________。CrCl3·6NH3有三種異構(gòu)體，分別是[Cr(NH)3)6]Cl3、___________、[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3。

(5)NH4N3是在的高能量度材料，其品胞構(gòu)如圖所示。N3－是直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，N3－中氮原子的雜化類(lèi)型是___________。NH4+的 VSEPR模型名稱(chēng)為___________。

(6)已知NH4N3的晶胞參數(shù)為anm和0.5anm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則NH4N3的密度為___________g·cm－3。

Answer 1

【答案】2s22p3 0.5NA NA N>O>C O原子失去一個(gè)電子后，其2p軌道上有3個(gè)電子，為半充滿(mǎn)狀態(tài)，較穩(wěn)定 離子鍵 [Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3 sp 正四面體形

【解析】

(1)氮原子序數(shù)為7，根據(jù)能量最低原則書(shū)寫(xiě)；

(2) N2中含有一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵，據(jù)此計(jì)算；

(3)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢(shì)，但第IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素；

O原子失去一個(gè)電子后，其2p軌道上有3個(gè)電子，為半充滿(mǎn)狀態(tài)，較穩(wěn)定，第二電離能增幅較大；

(4)CrCl3·6NH3中陰陽(yáng)離子之間為離子鍵；CrCl3·6NH3有三種異構(gòu)體，除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3，還有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

(5) N3－是直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，則N3－中氮原子的雜化類(lèi)型是sp；NH4+的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，沒(méi)有孤電子對(duì)，VSEPR模型名稱(chēng)為正四面體形；

(6)該晶胞中含有4個(gè)NH4+和4個(gè)N3-，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為g，根據(jù)=計(jì)算。

(1)氮原子序數(shù)為7，N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，價(jià)電子排布式為2s22p3，

因此，本題正確答案是：2s22p3；

(2) 原子軌道以“頭碰頭”方式形成的共價(jià)鍵為鍵，以“肩并肩”方式形成的共價(jià)鍵為鍵，N2中含有一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵，所以14g氮?dú)夥肿又性�子軌道�?/span>“頭碰頭”方式形成的共價(jià)鍵數(shù)目為0.5NA，以“肩并肩”方式形成的共價(jià)鍵數(shù)目為NA，

因此，本題正確答案是：0.5NA；NA；

(3) C、N、O屬于同一周期元素且原子序數(shù)依次減小，同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一電離能大小順序是N>O>C；

O原子失去一個(gè)電子后，其2p軌道上有3個(gè)電子，為半充滿(mǎn)狀態(tài)，較穩(wěn)定，第二電離能較大，

因此，本題正確答案是：N>O>C；O原子失去一個(gè)電子后，其2p軌道上有3個(gè)電子，為半充滿(mǎn)狀態(tài)，較穩(wěn)定；

(4)CrCl3·6NH3中Cr3+與NH3之間的化學(xué)鍵為配位鍵，N-H為極性共價(jià)鍵，陰、陽(yáng)離子之間為離子鍵；CrCl3·6NH3有三種異構(gòu)體，除[Cr(NH)3)6]Cl3和[Cr(NH)4Cl2] Cl·2NH3，還有[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

因此，本題正確答案是：離子鍵；[Cr(NH)5Cl] Cl2·NH3；

(5) N3－是直線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為2，則N3－中氮原子的雜化類(lèi)型是sp；NH4+的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4，沒(méi)有孤電子對(duì)，VSEPR模型名稱(chēng)為正四面體形；

因此，本題正確答案是：sp；正四面體形；

(6)該晶胞中含有4個(gè)NH4+和4個(gè)N3-，一個(gè)晶胞的質(zhì)量為g，一個(gè)晶胞的體積為0.5a10-7cma10-7cm a10-7cm=0.5a310-21cm3，則NH4N3的密度為g·cm－3。

因此，本題正確答案是：。