题目内容
【题目】N、Fe是两种重要的元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。
(1)基态N原子最高能级的电子云轮廓图形状是__________，其核外有______种不同运动状态的电子。
(2)第一电离能N_____O（填“＞”“＜”或“＝”），其原因是_______________________。
(3)在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮。晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构。高聚氮的晶体类型是__________，氮原子的杂化轨道类型为__________。
(4)六方氮化硼（BN）与石墨晶体结构类似，硼原子和氮原子交替相连，但石墨可以导电而六方BN却不能导电，其原因是_____________________________。
(5)叠氮酸（HN3）在生产生活中有着重要应用。叠氮酸（HN3）可用HNO2氧化肼（N2H4）制得，化学方程式是N2H4 + HNO2＝HN3 + 2H2O。下列叙述错误的是_________。
A．HN3和N2H4都是由极性键和非极性键构成的非极性分子
B．NaN3的晶格能大于KN3的晶格能
C．HN3分子中四个原子可能在一条直线上
D．叠氮酸（HN3）和水能形成分子间氢键
(6)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示，它由A、B方块组成。则该化合物中Fe2＋、Fe3＋、O2－的个数比是__________（填最简整数比）；已知该晶体的晶胞参数为a nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶体的密度是_______ g
cm－3（用含a和NA的代数式表示）。
【答案】纺锤形（或哑铃形） 7 ＞ N原子的2p轨道为较稳定的半充满结构，而O原子失去一个电子后，2p轨道变为较稳定的半充满结构，所以N原子的第一电离能大于O原子 原子晶体 sp3 BN中N原子电负性大，使N原子2p轨道上的电子对被定域在N原子上，不能自由移动，因此不导电 AC 1∶2∶4 
【解析】
（1）N原子核电荷数为7，基态N 原子最高能级为2p能级；
（2）N原子的p轨道为半充满比较稳定，氮原子比氧原子难以失去电子；
（3）晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构，由此判断晶体类型；每个N原子含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断氮原子的杂化轨道类型；
（4）因为氮的电负性较大，相互平行且重叠p轨道（或大π键）上的电子在很大程度上被定域在氮的周围，不能自由移动；
（5）A．HN3、N2H4中既有极性共价键，也有非极性共价键；B．NaN3和KN3为结构相似的离子晶体，Na+与K+电荷相同，Na+半径小于K+，半径越小，晶格能越大；C．HN3中N3-为直线结构，与H相连的N为sp2杂化；D．HN3中也存在电负性较大的N；
（6）Fe2+离子处于晶胞的顶点、面心以及A位置立方体的体心。O2-位于A、B小立方体的内部，每个小立方体内部各有4个。Fe3+离子处于晶胞B位置小立方体内部，均摊法计算晶胞中Fe2+、Fe3+、O2-的个数，计算晶胞质量，结合晶体质量=晶胞密度×晶胞体积计算晶胞密度。
（1）氮是7号元素，处于第二周期VA族，核外电子排布式为1s22s22p3，最高价能级为2p，电子云形状为哑铃形；核外7个电子运动状态均不同，即有7种不同运动状态的电子。
（2）O原子的价电子排布为2s22p4，N原子的价电子排布为2s22p3，p轨道为半充满比较稳定，氮原子比氧原子难以失去电子，故氮元素的第一电离能大于氧元素的；
（3）晶体中每个氮原子与另外三个氮原子结合形成空间网状结构，则此晶体为原子晶体；每个N形成3个N-N键，还含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，N原子杂化方式为sp3；
（4）因为氮的电负性较大，相互平行且重叠p轨道（或大π键）上的电子在很大程度上被定域在氮的周围，不能自由移动，所以六方BN无法导电；
（5）A．HN3、N2H4中既有极性共价键，也有非极性共价键，但是前者是极性分子，后者是非极性分子，故A错误；B．NaN3和KN3为结构相似的离子晶体，Na+与K+电荷相同，Na+半径小于K+，半径越小，晶格能越大，则NaN3的晶格能大于KN3的晶格能，故B正确；C．HN3中N3-为直线结构，与H相连的N为sp2杂化，所以四个原子不可能在同一直线上，故C错误；D．HN3中也存在电负性较大的N，和水能形成分子间氢键，故D正确；故答案为AC；
（6）Fe2+离子处于晶胞的顶点、面心以及A位置立方体的体心。O2-位于A、B小立方体的内部，每个小立方体内部各有4个。Fe3+离子处于晶胞B位置小立方体内部，晶胞中Fe2+离子数目=4+8×
+6×
=8、Fe3+离子数目=4×4=16，O2-离子数目=4×8=32，故Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为8:16:32=1:2:4，Fe、O原子数目之比=24:32=3:4，故氧化物化学式为Fe3O4，晶胞相当于有8个“Fe3O4“，晶胞质量=8×
g，晶胞参数为a nm，则：8×g=ρg
cm－3×（a×10-7 cm）3，解得ρ=
gcm－3。
