Question

【题目】H、C、N、O、都属于自然界中常见非金属元素．
（1）O、C、N三种元素的第一电离能由小到大顺序是；NH4+中氮原子轨道的杂化类型为 ．
（2）CO、N2的结构可表示为：C≡O、N≡N两者的键能数据：（单位kJ/mol）

	A﹣B	A=B	A≡B
CO	357.7	798.9	1071.9
N2	154.8	418.4	941.7

结合数据说明CO比N2活泼的原因 ．
（3）乙二胺（H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2）和三甲胺[N（CH3）3]均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高的多，原因是 ．
（4）C、N元素形成的新材料具有如右图所示结构，该晶体硬度将超过目前世界上最硬的金刚石，成为首屈一指的超硬新材料．该物质的化学式为： ．

Answer 1

【答案】
（1）C O N；sp3杂化
（2）CO的第一个π键的键能为273kJ/mol，N2中的第一个π键的键能为523.3kJ/mol，所以CO的第一个键比N2更容易断裂
（3）乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
（4）C3N4
【解析】解：（1）同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：N＞O＞C；NH4+中氮原子含有4个共价键，所以其轨道的杂化类是sp3杂化；
所以答案是：N＞O＞C；sp3杂化；（2）根据表中数据可知，断裂C≡O中的一个π键消耗的能量是1071.9kJ/mol﹣798.9kJ/mol=273kJ/mol，断裂N≡N中的一个π键消耗的能量是941.7kJ/mol﹣418.4kJ/mol=523.3kJ/mol，断裂一个π键CO比N2更容易，所以CO更活泼．
所以答案是：CO的第一个π键的键能为273kJ/mol，N2中的第一个π键的键能为523.3kJ/mol，所以CO的第一个键比N2更容易断裂；（3）乙二胺（H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2）分子之间可以形成氢键，三甲胺[N（CH3）3]分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高．
所以答案是：乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键；（4）该晶胞中含有碳原子个数=8× +4× =3，N原子个数为4，所以其化学式为C3N4 ， 所以答案是：C3N4 ．
【考点精析】通过灵活运用氢键的存在对物质性质的影响，掌握氢键主要存在于HF、H2O、NH3、CH3CH2OH分子间；故HF、H2O、NH3的沸点分别与同族氢化物沸点相比反常的高即可以解答此题．