Question

（15分） 【化學(xué) ― 選修 3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】

氮的化合物在無機化工領(lǐng)域有著重要的地位。請回答下列問題：

（1）基態(tài)氮原子的價電子排布圖為 。

（2）氮的最高價氧化物為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成：已知其陰離子構(gòu)型為平面正三角形，則其陽離子的構(gòu)型為 形，陽離子中氮的雜化方式為 。

（3）某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，廣泛用于陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上用氮氣、氧化鋁和碳在一定條件下反應(yīng)生成CO和X (X的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示），工業(yè)制備 X 的化學(xué)方程式為 。

（4）X晶體中包含的化學(xué)鍵類型為 （填字母標(biāo)號）。

A ．離子鍵 B ．共價鍵 C ．配位鍵 D ．金屬鍵

（5）已知氮化硼與X晶體類型相同，且氮化硼的熔點比X高，其原因 是 。

（6）若X的密度為ρg/cm3，則晶體中最近的兩個Al 原子的距離為 cm （阿伏加德羅常數(shù)用 NA表示，不必化簡）。

 

Answer 1

（1）；（2）直線，sp；（3）Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；（4）BC；（5）氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能；

（6）

【解析】

試題分析：（1）7號元素N的基態(tài)氮原子的價電子排布圖為；（2）氮的最高價氧化物為無色晶體，它由兩種離子構(gòu)成：已知其陰離子構(gòu)型為平面正三角形，則其陽離子的構(gòu)型為直線形；陽離子中氮的雜化方式為sp雜化；（3）某氮鋁化合物X具有耐高溫、抗沖擊、導(dǎo)熱性好等優(yōu)良性質(zhì)，廣泛用于陶瓷工業(yè)等領(lǐng)域。工業(yè)上用氮氣、氧化鋁和碳在一定條件下反應(yīng)生成CO和X (X的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示），工業(yè)制備 X 的化學(xué)方程式為Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；（4）根據(jù)X晶體結(jié)構(gòu)示意圖可知：在X中包含的化學(xué)鍵類型為共價鍵、配位鍵，因此選項是B、C． （5）已知氮化硼與X晶體類型相同，且氮化硼的熔點比X高，其原因是氮化硼與氮化鋁均為原子晶體，且硼原子半徑小于鋁原子半徑，B—N鍵鍵能大于Al—N鍵鍵能，斷裂共價鍵消耗的能量高；（6）若X的密度為ρg/cm3，在晶體中最近的兩個Al 原子的距離為晶胞的面對角線的一半，在每個晶胞中含有Al:8×1/8+6×1/3=4;含有N：4個，即在一個晶胞中含有4個AlN，根據(jù)密度計算公式ρ=可得V=m÷ρ=．所以晶胞的邊長L=．則晶體中最近的兩個Al 原子的距離為a=．

考點：考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、原子的雜化方式、物質(zhì)制取方程式的書寫、晶體中原子之間的距離、物質(zhì)熔點的比較的知識。