题目内容

16．氮元素可形成氢化物、卤化物、氮化物、叠氮化物和配合物等多种化合物．
（1）肼（N2H4）可用作火箭燃料，其原理是：N2O4（l）+2N2H4（l）=3N2（g）+4H2O（g），若反应中有4mol N-H键断裂，则形成的π键有3mol，N2H4的沸点比C2H6的主要原因是N2H4间能形成分子间氢键．
（2）F2和过量NH3在铜催化作用下反应生成NF3，NF3分子的空间构型为三角锥形．
（3）铁和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构见图．写出该反应的化学方程式：8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2．


（4）叠氮化钠（NaN3）分解反应为：2NaN3（s）=2Na（l）+3N2（g），下列有关说法正确的是
c（填序号）．
a．常温下，N2很稳定，是因为N的电离能大
b．钠晶胞结构见图2，每个晶胞含有5个钠原子
c．第一电离能（I1）：N＞O＞P＞S
d．NaN3与KN3结构类似，晶格能：NaN3＜KN3
（5）配合物Y的结构见图3，Y中含有a b c d（填序号）；
a．极性共价键    b．非极性共价键    c．配位键    d．氢键
Y中碳原子的杂化方式有sp2、sp3．

分析 （1）反应中有4mol N-H键断裂，生成1.5molN2，根据结构式N≡N判断；分子间含有氢键的沸点较高；
（2）根据分子中δ键和孤电子对数判断杂化类型和分子的空间构型；
（3）铁和氨气在640℃可发生置换反应生成氮气和氮化铁，利用均摊法确定氮化铁的化学式，根据温度、反应物和生成物写出反应方程式；
（4）a．根据氮气中的共价键分析；
b．利用均摊法确定其晶胞中的原子数；
c．非金属性越强，第一电离能越大，同周期从左到右第一电离能增大，第IIA与第IIIA，第VA族与第VIA反常；
d．离子半径越小，晶格能越大；
（5）根据图可知碳碳间、碳氮间为共价键，氮镍间为配位键，氧氢间有氢键；根据碳原子成键类型判断．

解答 解：（1）1mol氮气分子中含有2molπ键，若该反应中有4mol-H键断裂，即有1mol肼参加反应，生成1.5mol氮气，所以形成的π键有1.5mol×2=3mol，N2H4分子间可形成氢键，而乙烷分子间不能形成氢键，分子间含有氢键的沸点较高，所以N2H4沸点（113.5℃）比乙烷沸点（-88.6℃）高得多，
故答案为：3；N2H4间能形成分子间氢键；
（2）NF3中含有3个δ键，且孤电子对数为$\frac{5-3}{2}$=1，则应为sp3杂化，空间构型为三角锥形，
故答案为：三角锥形；
（3）该晶胞中铁原子个数=8×$\frac{1}{8}$，氮原子个数是1，所以氮化铁的化学式是Fe4N，铁和氨气在640℃可发生置换反应生成氮气和氮化铁，所以该反应方程式为：8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2，
故答案为：8Fe+2NH3$\frac{\underline{\;640℃\;}}{\;}$2Fe4N+3H2；
（4）a．氮气中存在N≡N，N≡N的键能很大，不容易断裂，所以N2很稳定，故a错误；
b．钠晶胞中Na占据8个顶点和中心，根据均摊法确定其晶胞中的原子数为：8×$\frac{1}{8}$+1=2，故b错误；
c．非金属性越强，第一电离能越大，同周期从左到右第一电离能增大，第IIA与第IIIA，第VA族与第VIA反常，所以第一电离能：N＞O＞P＞S，故c正确；
d．离子半径越小，晶格能越大，半径：Na+＜K+，则晶格能：NaN3＞KN3，故d错误；
故答案为：c；
（5）根据图可知碳碳间形成非极性共价键、碳氮间为极性共价键，氮镍间为配位键，氧氢间形成氢键，根据图可知，碳碳间形成单键，为sp3杂化，有的碳碳间形成双键，为sp2杂化，
故答案为：abcd；sp3、sp2．

点评 本题综合性较强，涉及化学键、杂化轨道、晶胞计算等，题目难度中等，注意运用杂化理论推导分子构型，为易错点，侧重于考查学生对所学知识的综合应用能力．

练习册系列答案
相关题目
6．某小组以CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X．为确定其组成，进行如下实验．
①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mL cl mol•L-1的盐酸标准溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 mol•L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液．

氨的测定装置（已省略加热和夹持装置）
②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色）．
回答下列问题：
（1）装置中安全管的作用原理是当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定．
（2）用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用碱式滴定管，可使用的指示剂为酚酞（或甲基红）．
（3）样品中氨的质量分数表达式为$\frac{（{C}_{1}{V}_{1}-{C}_{2}{V}_{2}）×1{0}^{-3}mol×17g/mol}{wg}$×100%．
（4）测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将偏低（填“偏高”或“偏低”）．
（5）测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是防止硝酸银见光分解；滴定终点时，若溶液中c（Ag+）=2.0×10-5 mol•L-1，c（CrO42-）为2.8×10-3mol•L-1．已知：Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12
（6）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1：6：3，钴的化合价+3，制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2═2[Co（NH3）6]Cl3+2H2O；X的制备过程中温度不能过高的原因是温度过高过氧化氢分解、氨气逸出，都会造成测量结果不准确．
7．实验室常用铜与稀硝酸制取NO气体：3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，该反应的氧化剂是HNO3，氧化产物是Cu（NO3）2，还原产物是NO．
4．下列有关物质检验的实验结论正确的是（　　）
选项实 验 操 作 及 现 象实 验 结 论
A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SO${\;}_{4}^{2-}$
B向某溶液中加入盐酸，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体 该溶液中一定含CO32-
C向某溶液中加入适量NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸不变色该溶液中一定不含NH4+
D用干燥洁净的铂丝蘸取某溶液放在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色该溶液一定含有钾元素，可能含有钠元素
A．AB．BC．CD．D
11．如图是我校实验室化学试剂浓硫酸标签上的部分内容．现需要480mL 1mol•L-1的稀硫酸．用该浓硫酸和蒸馏水配制，可供选用的仪器有：①胶头滴管；②玻璃棒；③烧杯；④量筒．
请回答下列问题：
（1）配制稀硫酸时，还缺少的仪器有500mL容量瓶（写仪器名称）．
（2）该浓硫酸的物质的量浓度为18.4 mol/L；所需浓硫酸的体积约为27.2mL；
（3）定容时，若加入的水超过刻度线，必须采取的措施是重新配制
（4）下列操作对H2SO4的物质的量浓度有什么影响（偏高、偏低或无影响）？
①转移溶液后，未洗涤烧杯：偏低；
②容量瓶用水洗净后未烘干：无影响；
③定容时俯视容量瓶的刻度线：偏高；
④未将烧杯中的溶液冷却即注入容量瓶：偏高．
（5）在配置过程中，下列操作不正确的是（填序号）BC．
A．使用容量瓶前检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗
C．将准确量取的浓硫酸，注入已盛有100mL水的500mL的容量瓶中，加水至刻度线．
D．将硫酸溶于水后需冷却至室温再转移到容量瓶中
E．定容后塞好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转摇匀．
1．已知，石墨在一定条件下可转化为金刚石，已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收1.91kJ的热量，据此判断，下列说法中正确的是（　　）
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
8．下列说法正确的是（　　）
A．糖类、油脂、蛋白质都是由C、H、O三种元素组成的
B．糖类、油脂、蛋白质都是天然的高分子化合物
C．植物油能使溴水褪色，氢化（加氢）可以变为脂肪
D．淀粉、蛋白质溶液均匀、稳定，不产生丁达尔效应
5．在0.5LNaCl溶液中含有58.5gNaCl，该溶液中溶质的物质的量浓度为（　　）
A．2.0mol/LB．1.0mol/LC．0.5mol/LD．0.2mol/L
2．过氧化钙（CaO2）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面．工业生产过程如下：
①在NH4Cl溶液中加入Ca（OH）2；
②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2•8H2O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2•8H2O，再脱水干燥得到CaO2．
完成下列填空
（1）第②步反应的化学方程式为CaCl2+H2O2+8H2O+2NH3=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl．
（2）可循环使用的物质是NH4Cl．
工业上常采用Ca（OH）2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为Ca（OH）2价格低，H2O2价格较高且易分解，碱性条件下抑制CaO2•8H2O溶解．
（3）检验CaO2•8H2O是否洗净的方法是取洗涤液少许，向其中加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净．
（4）CaO2•8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是抑制过氧化钙分解、防止过氧化钙与二氧化碳反应．
（5）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2．如图是实验室测定产品中CaO2含量的装置（夹持装置省略）．
若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL（已换算成标准状况），则产品中CaO2的质量分数为$\frac{9V}{1400m}$（用字母表示）．过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有样品质量、完全分解后剩余固体的质量

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